Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/2510
Title: Новий ефективний вуглецевий адсорбент для знезалізнення води
Other Titles: New efficient carbon adsorbent for water deironing
Authors: Руденко, Вероніка Геннадіївна
Іваненко, Ірина Миколаївна
Косогіна, Ірина Володимирівна
Бурмак, Андрій Петрович Бурмак
Keywords: активоване вугілля;модифікування;Ni-вмісний адсорбент;адсорбційна ємність;очищення води;сполуки заліза;activated carbon;modification;Ni-containing adsorbent;adsorption capacity;water purification;iron compounds
Issue Date: 2021
Publisher: Вісник Черкаського державного технологічного університету. Технічні науки
Abstract: Отримано Ni-вмісний вуглецевий адсорбент на основі попередньо окисненого нітратною кислотою активованого вугілля з наступною модифікацією нікелем. Хімія поверхні синтезованого вуглецевого адсорбенту має поліфункціональний характер з високою аніоно- та катіонообмінною ємністю та у три рази вищою адсорбційною ємністю щодо йонів Fe3+ порівняно з вихідним активованим вугіллям марки Norit SAE SUPER. Підвищення адсорбційної активності пояснюється збільшенням сили π-супряженої електронної системи за рахунок введення у вугільну матрицю додаткових електронів від атома нікелю, що створює умови для його орієнтаційних та індукційних взаємодій з йонами феруму. Модифікування поверхні вуглецевого адсорбенту нікелем привело до появи магнітних властивостей синтезованого матеріалу, що сприяло збільшенню концентрації йонів Fe3+ у приповерхневому шарі адсорбенту. Як наслідок модифікування поверхні нікелем спостерігається зростання адсорбційної ємності матеріалу щодо сполук заліза від ~117 мг/г до 750 мг/г для модифікованого вуглецевого матеріалу порівняно з вихідним вугіллям. Процес адсорбції на отриманому Ni-вмісному вуглецевому адсорбенті адекватно описується моделлю Ленгмюра. Запропоновано використовувати синтезований матеріал в технології очищення води з високою концентрацією сполук заліза у такій комбінації стадій: аерація, фільтрування на механічному фільтрі, іонний обмін на сучасному матеріалі Ecomix A. За таких умов ефективність очищення води від сполук заліза в лабораторних умовах становила 99,8 %.
This paper aimed to synthesize a new adsorption material based on activated carbon and modified with Nickel, determine its characteristics, and study its effectiveness in the water deironing process. Nickel-containing samples of the adsorption material were obtained by impregnating oxidized activated carbon with Nickel (II) nitrate, followed by reduction of Nickel with hydrazine in an inert medium. A study of the phase composition and the nickel content's determination in the obtained modified sample was conducted which was 18,35%. With the method of low-temperature adsorptiondesorption of nitrogen was established that the oxidized form of the original activated carbon (АВок) almost twice loses its inner surface and the total porosity decreases by 42%. The Boem method was used to characterize the samples' surface of the original activated carbon and its modified samples. The surface chemistry of the synthesized carbon adsorbent is multifunctional with a high anion and cation exchange capacity. The adsorption capacity of Ni-modified active carbon toward Fe3+ ions was three times higher in comparison to the original activated carbon Norit SAE SUPER. The increase in adsorption activity is explained by a magnification in the strength of the π-conjugate electron system due to the introduction of additional electrons from the Nickel atoms into the carbon matrix, which creates conditions for its orientation and induction interactions with iron ions. Modification of the surface of the carbon adsorbent with nickel led to the appearance of magnetic properties of the synthesized material, which increases the concentration of Fe3+ ions in the near-surface layer of the adsorbent. As a consequence of the surface modification with Nickel, the increase in the adsorption capacity of the material toward iron compounds from ~117,42 mg/g to ~750 mg/g for the modified carbon material, in comparison to the initial active carbon observes. The adsorption process on the obtained Ni-containing carbon adsorbent is adequately described by the Langmuir model. It is proposed to use the synthesized material in the technology of water purification with a high concentration of iron compounds in the following combination of stages: aeration, filtration with a mechanical filter, ion exchange on modern material Ecomix A. Under such conditions, the efficiency of water purification was 99.8% in laboratory conditions.
URI: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/2510
ISSN: 2306-4412
2708-6070 (online)
DOI: 10.24025/2306-4412.1.2021.225318
Issue: 1
First Page: 144
End Page: 154
Appears in Collections:№1/2021

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
16.pdfРуденко462.77 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
зміст.pdf148.2 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
титул.pdf140.62 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.