Студент Будыкина Д.В., студент
Разиньков Д.Ю., к.х.н. Бурыкина О.В.
Юго-Западный государственный университет
Изучение сорбции
промышленных красителей различных классов природным минералом (шунгитом)
В
настоящее время очистка промышленные сточных вод- это одна из важнейших проблем
современности. Практически каждое промышленное предприятие воздействует на окружающую среду, выделяя в
результате своей деятельности различного рода отходы. Сброс в природные водоемы
неочищенных производственных сточных вод, загрязненных органическими
красителями, ухудшает санитарно-гигиенические показатели воды. А как мы знаем,
вода-это ценнейший природный ресурс, без которого невозможна была бы жизнь.
На
сегодняшний день существует много способов очистки сточных вод. Одним из перспективных
и доступных методов является процесс сорбции, с использованием недорогих и
эффективных сорбентов.
Данная работа посвящена изучению сорбционной
способности природного минерала (шунгита) по отношению к промышленным
красителям различных классов.
Для
определения сорбционной емкости и процента сорбции шунгита готовилась серия
растворов красителей кислотного ярко-голубого, катионного красного, хромового
синего, активного оранжевого с концентрациями от 0,001 до 0,1 г/л. Масса
сорбента и объем анализируемых красителей во всех случаях были одинаковыми (mсорбента=2г, Vкрасителя=50 мл). Время контакта
красителей и природного минерала составляло 30 минут. Образцы сорбента
перетирались через специальное сито с размером ячеек 0,15 мм. Результаты
проведенных исследований представлены в таблицах 1-4.
Таблица 1- Сорбция
красителя кислотного ярко-голубого шунгитом
|
Исходная концентрация, г/л |
Концентрация остаточная, г/л |
Оптическая плотность |
Сорбционная емкость, 10-3 |
Сорбция, % |
|
0,100 |
0,063 |
1,208 |
0,925 |
37 |
|
0,050 |
0,019 |
0,934 |
0,775 |
62 |
|
0,010 |
0,001 |
0,027 |
0,225 |
90 |
|
0,005 |
0,000 |
0,000 |
0,125 |
100 |
Таблица 2- Сорбция
красителя катионного красного шунгитом
|
Исходная концентрация, г/л |
Концентрация остаточная, г/л |
Оптическая плотность |
Сорбционная емкость, 10-3 |
Сорбция, % |
|
0,100 |
0,019 |
0,493 |
2,025 |
81 |
|
0,050 |
0,000 |
0,000 |
1,250 |
100 |
|
0,010 |
0,001 |
0,018 |
0,225 |
90 |
|
0,005 |
0.000 |
0,000 |
0,125 |
100 |
Таблица 3- Сорбция красителя хромового синего шунгитом
|
Исходная концентрация, г/л |
Концентрация остаточная, г/л |
Оптическая плотность |
Сорбционная емкость, 10-3 |
Сорбция, % |
|
0,100 |
0,0166 |
0,308 |
2,085 |
83,4 |
|
0,050 |
0,0200 |
0,480 |
0,750 |
60,0 |
|
0,010 |
0,0037 |
0,143 |
0,157 |
63,0 |
|
0,005 |
0.0030 |
0,073 |
0,050 |
40,0 |
Таблица 4- Сорбция красителя активного оранжевого шунгитом
|
Исходная концентрация, г/л |
Концентрация остаточная, г/л |
Оптическая плотность |
Сорбционная емкость, 10-3 |
Сорбция, % |
|
0,100 |
0,074 |
1,605 |
0,650 |
26 |
|
0,010 |
0,005 |
0,113 |
0,125 |
50 |
|
0,005 |
0,002 |
0,034 |
0,075 |
60 |
|
0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,025 |
100 |
Данные таблиц 1-4 показывают, что 100% сорбция достигается за 30 минут для красителя кислотного ярко-голубого с
концентрацией
0,005 г/л, для красителя катионного красного с
концентрациями 0,05 г/л и 0,005 г/л, для красителя красителя активного
оранжевого с концентрацией 0,001 г/л.
По результатам
исследований были построена изотермы сорбции.
По
рисунку видно, что изотермы сорбции красителей относятся к изотермам сорбции
типа S. В
этом случае молекулы растворенного вещества стремятся расположиться на
поверхности в виде цепей. Такому их положению способствует сильная адсорбция
растворителя и монофункциональный характер растворенного вещества. Изотермы
адсорбции жидких растворенных веществ часто имеют S-образную форму, так как
адсорбция быстро увеличивается по мере достижения предела растворимости.
Проведенные исследования
показали, что шунгит обладает хорошей сорбционной способностью. При небольшом
времени контакта сто процентная сорбция достигается практически для всех
исследуемых красителях, что говорит о его высокой сорбционной способности.