Academic literature on the topic 'Природні сорбенти'

На сьогоднішній день актуальним залишається пошук оптимальних режимів зберігання і переробки свіжої рослинної продукції, які забезпечують зниження вмісту нітратів у продуктах харчування. В даній роботі вивчалась можливість використання природних сорбентів різної природи для зниження вмісту нітратів у свіжих овочевих соках. Шляхом фільтрування відділяли сік від сорбенту та аналізували фільтрат на вміст нітратів іонометричним методом на рН-метрі-іономірі «Експерт−001». Сорбційну активність сорбентів розраховували за показниками загального зв’язування (R, %) та коефіцієнта розподілення (D), будували ізотерми сорбції та визначали їх термодинамічні параметри. Об’єктами дослідження були: свіжі овочеві соки; в якості сорбентів використовували дисперсний мінерал бентоніт (БЕН), желатину (ЖЕЛ) та синтетичний флокулянт поліоксиетилен (ПОЕ). Визначення показника загального зв’язування (R, %) та коефіцієнта розподілення (D) нітратів із соків сорбентами показали, що використання сорбентів призводить до зменшення вмісту нітратів у середньому в 1.2–1.9 разу. Максимaльну сорбційну активність при 3 годинному контакті з соком мав бентоніт (загальне зв'язування нітратів 16.1 %; коефіцієнт розподілення 19.0), мінімальну − синтетичний сорбент поліоксиетилен (загальне зв'язування 5.5 %; коефіцієнт розподілення 5.8). Встановлено, що експериментальне одержання ізотерм сорбції Лангмюра та розрахунок термодинамічних показників сорбції дозволяє оптимізувати вибір сорбентів для зменшення нітратного забруднення свіжих овочевих соків. Найбільш ефективними сорбентами для зниження вмісту нітратів у натуральних соках є бентоніт та желатина. Наведені умови обробки натуральних соків сорбентами можна рекомендувати для профілактики нітратного забруднення натуральних соків при їх виробництві.

С целью обзора ряда действующих факторов при необменной сорбции аминокислот ионообменниками исследовано влияние природы и ионной формы сорбента, сорбата и растворителя, условий проведения сорбции – температуры и диапазона концентраций на величину поглощения глицина и фенилаланина анионообменником АВ-17-2П, сверхсшитым сорбентом MN-150 из водных и спиртовых растворов при температурах 293 и 343 К в концентрационных диапазонах, ограниченных растворимостью аминокислот. Установлено, что изменение ионной формы анионообменника АВ-17-2П с хлоридной на нитратную приводит к уменьшению количества поглощенного фенилаланина за счет изменения размерных и гидратационных характеристик противоиона, приводящих к ослаблению полярных взаимодействий в фазе сорбента при необменном закреплении аминокислот. Использование неводного растворителя, например, этилового спирта приводит к уменьшению растворимости аминокислот, а, следовательно, рабочего диапазона концентраций, уменьшению набухания анионообменника, что и обусловливает меньшее количество поглощаемой аминокислоты. К существенному улучшению поглощения фенилаланина приводит использование сверхсшитого сорбента или повышение температуры. В первом случае усиливаются гидрофобные взаимодействия между ароматическим радикалом фенилаланина и матрицей сорбента. Во втором случае разнонаправленное действие температурного фактора на сорбат, сорбент и связи между ними в итоге приводит к увеличению сорбции за счет улучшения набухания ионообменника. Хорошая растворимость глицина позволяет исследовать поглощение этой аминокислоты в широком интервале концентраций. По виду полученной изотермы с учетом характеристик ионообменника установлено формирование в сорбенте последовательно первого и второго слоя вещества на сорбционных центрах «функциональная группа-противоион».

Актуальность. Создание эффективных и недорогих сорбентов широкого профиля, одним из актуальных направлений которого является дизайн сорбентов для очистки вод различного назначения, постоянно востребовано в науке и производстве. Новые ионообменные сорбенты позволяют решать сразу две связанные задачи: очистка технической воды предприятий и регулирование содержания токсикантов в окружающей среде. Модифицирование ионообменников приводит к улучшению сорбционных и кинетических характеристик, особенно перспективны природные высокопроницаемые сетчатые полиэлектролиты с большой скоростью поглощения ионов крупных размеров. Модифицирование этих минералов поверхностным слоем сополимеров с эпоксидными группами, полученными при отверждении смеси полиэтиленполиамина и эпоксидной смолы, позволяет получить новые дешевые сорбционные материалы для очистки воды от тяжелых металлов, преимущественно катионов свинца Pb2+. Исследование обусловлено необходимостью очистки сточных вод металлургических предприятий от катионов Pb2+, которые относятся к токсичным веществам, проявляющим мутагенные, канцерогенные свойства, кроме того, встроенные в биогенные формы ионы обладают свойством локально накапливаться в природных объектах, тем самым являясь сильным экотоксикантом. Цель: определить сорбционные свойства природного цеолита и его модифицированной формы по отношению к иону Pb2+ и оптимизировать условия сорбции. Объекты: Шанханайский природный цеолит и его модифицированные полиэтиленполиамином (ПЭПА) и эпоксидной смолой (ЭД-20) формы. Методы: спектрофотометрия. Результаты. Получены модифицированные полиэтиленполиамином и эпоксидной смолой сорбенты на основе Шанханайского природного цеолита. Установлены оптимальные условия рН сорбции ионов Pb2+ в статических условиях. При использовании модифицированного природного цеолита в диапазоне рН 7–9 извлечение ионов свинца происходит на 90 % по сравнению с исходным цеолитом.Модифицированный природный цеолит может быть использован в качестве сорбционного материала для очистки промышленных и сточных вод.

Розроблена концепція комплексного вирішення конкретних завдань, пов’язаних з проблемами забруднення навколишнього середовища. Основним інструментом у вирішенні цих завдань є використання наномодифікованого природного алюмосилікату при очищенні води з подальшою утилізацією відпрацьованого сорбенту, а також відходів різної природи в якості інгредієнта шихти у виробництві керамічних виробів. Як приклад, приводиться алгоритмічна послідовність узагальнених етапів проведення робіт при виконанні проекту в частині очистки води. Приводиться перелік вод, що містять домішки різної природи і підлягають очистці, де ефективно працюють в якості сорбентів наносистеми на основі природних алюмосилікатів. Масштабний проект в цілому приведено у вигляді презентації і готовий до реалізації

Розроблена концепція комплексного вирішення конкретних завдань, пов’язаних з проблемами забруднення навколишнього середовища. Основним інструментом у вирішенні цих завдань є використання наномодифікованого природного алюмосилікату при очищенні води з подальшою утилізацією відпрацьованого сорбенту, а також відходів різної природи в якості інгредієнта шихти у виробництві керамічних виробів. Як приклад, приводиться алгоритмічна послідовність узагальнених етапів проведення робіт при виконанні проекту в частині очистки води. Приводиться перелік вод, що містять домішки різної природи і підлягають очистці, де ефективно працюють в якості сорбентів наносистеми на основі природних алюмосилікатів. Масштабний проект в цілому приведено у вигляді презентації і готовий до реалізації.

Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВС) относятся к группе противовоспалительных, обезболивающих, жаропонижающих средств и являются одними из самых потребляемых населением фармацевтических препаратов во всем мире. НПВС характеризуются побочными эффектами и в окружающей среде биодеградируют с образованием не менее токсичных соединений. Определение нестероидных противовоспалительных препаратов на уровне микроконцентраций даже с применением чувствительных методов анализа возможно только после предварительного концентрирования. Цель работы – на основании международных баз данных обобщить применение сорбентов различной природы (в том числе природного происхождения) для сорбции нестероидных противовоспалительных препаратов. Для концентрирования широкое применение нашли активные угли, биоугли, материалы на основе графена, карбоксилированных и некарбоксилированных многослойных углеродных нанотрубок и другие материалы на основе углерода (графеноподобный нитрид углерода, оксид графена, хитозан, нитрид углерода). Наноструктурированные кремниевые, глиняные материалы (ГМ), а также наногетероструктуры на основе ГМ экономически эффективны, характеризуются мезопористой структурой и высокой площадью поверхности. Для их модифицирования применяют катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) и ионные жидкости. Для получения более развитой поверхности и увеличения количества функциональных групп предложено активировать сорбенты физическими (термическая активация в токе газов) или химическими (применение неорганических кислот, солей и щелочей) методами. Методами преципитации и двойного импринтинга синтезированы молекулярноимпритированные полимеры, а суспензионно-эмульсионной полимеризацией – сшитые полимеры и гибридные полимерные материалы. Популярными сорбентами для извлечения НПВС являются магнитные наносорбенты и металлорганические полимеры. В обзоре приведены условия сорбции (рН, объем раствора, время достижения сорбционного равновесия, масса сорбента), представлены хемометрические алгоритмы оптимизации условий сорбции и величины предельной сорбции диклофенака, ибупрофена, ацетилсалициловой кислоты материалами различной природы. Изложены возможные механизмы сорбции, кинетические и сорбционные модели.

Известно, что низкоосновные ионообменники, содержащие в составе функциональных групп азот различной степени основности, обладают способностью к ионообменной сорбции только в кислой среде. Использование таких сред существенно сужает круг растворов, деминерализация которых возможна с помощью таких анионообменников. Рассматриваемые сорбенты обладают высокими емкостями, а функциональные группы могут служить сорбционными центрами при поглощении веществ по механизмам, исключающим ионный обмен. Однако сорбции аминокислот низкоосновными анионообменниками в непротонированных формах уделялось неоправданно мало внимания. Поэтому цель работы – исследование сорбции ароматических аминокислот и механизма их закрепления в фазе сорбента при использовании анионообменников в непротонированной форме, и сравнение результатов с данными, полученными при использовании сорбентов в солевой форме. Сорбция ароматических аминокислот фенилаланина, тирозина, гистидина из водных растворов изучалась в статических условиях методом переменных концентраций на анионообменниках АН-221, АН-251, АН-31. Определение аминокислот в равновесных растворах проводили спектрофотометрически. Показано, что вид изотерм, а, следовательно, механизм закрепления определяется природой аминокислоты, а количество поглощенного вещества – типом ионообменника. Установлено принципиальное отличие механизма закрепления аминокислот при сорбции на непротонированной форме по сравнению с Сl-формой анионообменников. Необменное закрепление аминокислот в фазе анионообменников в протонированной форме протекает за счет ион-дипольных взаимодействий между противоположно заряженными функциональными группами (ионами) сорбата и сорбента и водородных связей, формирующихся между их гидратными оболочками, а на непротонированной форме закрепление протекает преимущественно за счет переноса протона от аминогруппы аминокислоты к непротонированному азоту функциональной группы анионообменника. Для непротонированной формы поглощение аминокислот увеличивается с ростом основности функциональных групп сорбента, что обусловлено их способностью протонироваться. В целом, для сорбентов в непротонированной форме, как и для солевой формы механизм поглощения одинаков для каждой аминокислоты, а количество поглощенного вещества определяется типом ионообменника.

Природные каркасные и слоистые алюмосиликаты, обладающие высокими адсорбционными, ионообменными, молекулярно-ситовыми и каталитическими характеристиками, являются перспек-тивными сорбентами для решения целого ряда актуальных задач. Активация сорбентов импульсным магнитным полем позволяет целенаправленно изменять их физико-химические и сорбционные свой-ства. При импульсной магнитной обработке имеет место как длительная, так и постоянная «память» после экспозиции. Одним из факторов, влияющим на избирательность сорбции компонентов, являет-ся гидратационная способность алюмосиликата, которая определяется структурой пор, химической природой поверхности и внекаркасных катионов.В работе представлены результаты по исследованию влияния слабого импульсного магнит-ного поля (СИМП) и времени релаксации на гидратационные свойства каркасного (клиноптилолита) и слоистого (глауконита) алюмосиликатов.Поученные изотермы адсорбции воды алюмосиликатами до и после воздействия СИМП со временем последействия 2 и 48 часов проанализированы с применением уравнения БЭТ. Более разви-тая пористость и поверхность клиноптилолита, в отличие от слабо набухающих слоистых минералов, а также природа и большая концентрация обменных катионов, обуславливают различие в гидратаци-онной способности алюмосиликатов. Изменения энергетического состояния активных центров и структурных характеристик под влиянием СИМП отражается в различии сродства сорбентов к поляр-ным молекулам воды. Магнитное последействие от 2 до 48 часов по-разному проявляется для каркас-ного и слоистого алюмосиликатов. Отмечено, что с увеличением времени экспозиции возможны диффузионно-релаксационные процессы, стремящиеся а к возвращению первоначального равновес-ного состояния, но с перераспределением энергии активных центров.

Рассмотрена кинетика сорбции тритерпенового сапонина природным сорбентом хитозаном. Определена лимитирующая стадия сорбции – диффузия внутрь зерна сорбента. Рассчитаны коэффициенты внутренней диффузии и энергия активации процесса поглощения сапонина сорбентом. Представлены результаты исследования влияния температуры на сорбцию в равновесных условиях. Рассчитаны и обсуждены термодинамические параметры системы: свободная энергия Гиббса (ΔG), энтальпия (ΔH) и энтропия (ΔS).

Розглянуто глобальну екологічну проблему контамінації нафтою водних ресурсів та методи боротьби з нею. Досліджено ефективність простих і доступних способів очищення забрудненої нафтою води. Виявлено економічну вигоду від застосування сорбуючого методу боротьби з проблемою порівняно з механічним та диспергуючим методами. Сорбуючий метод є найменш економічно затратний та дуже зручний у застосуванні, оскільки передбачає використання широкого спектра сорбентів нафти. Перспективність цього методу полягає у доступності деяких природних і штучних матеріалів, які можна використати як сорбенти нафти. Проаналізовано практичне значення, переваги та недоліки природних і штучних сорбентів нафти, які широко використовують у різних галузях промисловості та національного господарства. Виявлено максимальну поглинальну здатність бавовни як природного матеріалу, який швидко абсорбує компоненти нафти та не потребує використання додаткових ресурсів для боротьби з контамінацією води. З'ясовано, що природний абсорбент чорне вугілля малоефективне порівняно з іншими методами очищення води від нафти та потребує тривалого часу та додаткових уловлювачів забруднення, що є економічно невигідно. Синтетичний полімер пінопласт і біле вугілля поглинають нафту за короткий час, однак в останньому випадку на поверхні води залишаються незначні плями. Виявлено, що не вся частина білого вугілля прореагувала з нафтовою масою, а випала в осад. Тому за ефективністю поглинання нафти природними та синтетичними матеріалами можна виділити такий ряд досліджених матеріалів: чорне вугілля → пінопласт → біле вугілля → бавовна.

Леськів Г.З. Очищення стічних вод від барвників шляхом адсорбції на природних дисперсних сорбентах.: дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека / Леськів Галина Зіновіївна. - Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2008. - 123 с.
Дисертацію присвячено розробленню технології очищення стічних вод від органічних барвників шляхом їхньої адсорбції на природних дисперсних сорбентах – глауконіті та палигорськіті. Здійснено моніторинг забруднень поверхневих вод України органічними барвниками зважаючи на локалізацію підприємств, які виробляють і застосовують барвники у своїх технологіях. Виконано токсикологічну оцінку барвників, від яких досліджено очищення стоків, а саме – активного алого 4ЖТ та аніонного червоного 8С. На основі теоретичного аналізу розроблено методику опрацювання кінетичних рівнянь, яка ґрунтується на використанні інтегрального методу. Для аналізу досліджуваних процесів запропоновано найбільш використовувані теоретичні моделі адсорбції. Розробле-но принципову технологічну схему процесу очищення стічних вод від барвників шляхом застосування природних дисперсних сорбентів. Здійснено розрахунок еколого-економічного ефекту, який досягається у випадку впровадження розробленої технології для очищення стоків фарбувально-обробних підприємств України. The dissertation is devoted to developing of the technology of wastewater cleanout from organic pigments by adsorption them on the natural dispersive sorbents: glauconite and palygorskit. The monitoring the pollution of surface waters of Ukraine with organic pig-ments according to the location of the enterprises which produce pigments and which use them in their technologies was carried out. Toxicological evaluation of the pigments, wastewater cleanout from which is being researched: active scarlet 4GT and anion red 8C, was carried out. The methods of working–out kinetic equations which is grounded on using of the in-tegral method was developed on the base of the theoretical models of adsorption were offered for analysis of the researched process. The principle technological scheme of the process of wastewater cleanout from pigments by applying natural dispersive sorbents was developed. The calcu-lation of ecologic and economic effect which could be reached in case of inculca-tion of the developed technology for cleanout of wastewaters of dyeing and man-ufacturing enterprises of Ukraine.

Екологічно безпечне водокористування передбачає збалансований вплив господарської діяльності людини на стан водних ресурсів з метою мінімізації втручання в природні процеси розвитку водних екосистем. Проблеми, пов’язані із впровадженням нових технологій з метою раціонального використання водних ресурсів та очищення стічних вод, є без сумніву надзвичайно актуальними. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/27702

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково - прикладної проблеми раціонального комбінування процесів адсорбційного очищення водних середовищ в системах з природними дисперсними сорбентами, модифікування цих сорбентів, осадження та регенерації відпрацьованих сорбентів в природоохоронних технологіях. На основі принципу комбінаторності та дотримання умов оптимізації інтегрованих процесів розроблено методологічний підхід до дослідження та створення економічно ефективних та екологічно безпечних технологій очищення стічних та поверхневих вод із використанням природних глинистих сорбентів. Досліджено адсорбційні властивості природних та модифікованих сорбентів стосовно іонів амонію, важких металів, нафтопродуктів та ідентифіковано експериментальні дані теоретичним моделям процесів адсорбції; обґрунтовано склад екологічно та економічно прийнятних природних та модифікованих сорбентів для їх використання в процесах очищення стічних та поверхневих забруднених вод. Процеси адсорбції адаптовано до відомих технологічних схем очищення стічних та поверхневих вод, забруднених нафтопродуктами, іонами амонію та іонами важких металів; досліджено технологічні аспекти очищення стоків шляхом адсорбції на природних дисперсних сорбентах. Досліджено обмінну ємність та селективність різних іонообмінних матеріалів у відношенні до іону амонію в процесах очищення стоків різного складу, вивчено вплив складу регенераційного розчину на ефективність проведення регенерації іонообмінних матеріалів. Перевірено можливість використання електропровідності стоків для спостереження за процесом насичення іонообмінних матеріалів. Проведено моделювання процесу насичення іонообмінних матеріалів іонами амонію та перевірено адекватність моделей на прикладі концентрування амонію з реальних міських стоків. Розроблено технологічні схеми очищення поверхневих і стічних вод, а також міських стоків від нафтових вуглеводнів, іонів амонію та іонів важких металів природними дисперсними сорбентами та подальшого осадження і регенерації відпрацьованих сорбентів. Доведено економічну та екологічну ефективність запропонованих технологій. Практична значимість роботи підтверджена двома патентами на корисну модель та актами впровадження у виробничий і навчальний процес.
Диссертация посвящена решению научно - практической проблемы рационального комбинирования процессов адсорбционной очистки водной среды в системах с природными дисперсными сорбентами, модифицирование таких сорбентов, осаждения и регенерации отработанных сорбентов в природосберегающих технологиях. При рассмотрении нескольких возможных вариантов стратегии реализации интегрированной технологии на основе выбранного параметра оптимизации снижение концентрации загрязняющего вещества в водном объекте до значения ГДК при самой низкой себестоимости очистки -определены основные стадии технологий и параметры, которые обеспечивают оптимальные условия их реализации. На основе принципа комбинаторности и соблюдения условий оптимизации интегрированных процессов разработан методологический подход к изучению и создание экономически эффективных и экологически безопасных технологий для очистки сточных и поверхностных вод с использованием природных глинистых сорбентов. Исследовано адсорбционные свойства природных и модифицированных сорбентов по отношению к ионам аммония, тяжелых металлов и нефтепродуктов, идентифицированы экспериментальные данные известным теоретическим моделям, обосновано состав экологически и экономически допустимых природных и модифицированных сорбентов для их использования в процессах очистки сточных и поверхностных загрязненных вод. Представлено теоретический анализ кинетики адсорбции загрязняющих веществ природными дисперсными сорбентами, определены теоретические зависимости для прогнозирования изменений концентрации ионов в растворе и в зерне сорбента, также разработано методику расчета константы равновесия ионного обмена с использованием экспериментальных данных. Процессы адсорбции адаптированы к известным технологическим схемам очистки сточных и поверхностных вод, загрязненных нефтепродуктами, ионами аммония, тяжелых металлов; исследованы технологические аспекты очищения стоков путем адсорбции на природных дисперсных сорбентах. Исследовано обменную ёмкость и селективность различных ионообменных материалов по отношению к ионам аммония процессах очистки стоков различного состава, изучено влияние состава регенерационного раствора на эффективность регенерации ионообменных материалов. Проверено возможность использования измерения электропроводности для наблюдения насыщения ионообменного материала. Проведено моделирование процесса насыщения ионообменных материалов ионами аммония и проведена проверка адекватности модели на примере концентрирования аммония из реальных городских стоков. Подтверждена эффективность использования реагентного метода для извлечения аммонийного азота с регенерата ионного обмена в виде малорастворимого ортофосфата магния - аммония, который является ценным удобрением. Как наиболее оптимальный метод отделения отработанного сорбента выбрано его осаждение под действием силы тяжести. Дозирование флокулянта позволяет ускорить процесс и увеличить степень осаждения. Определены основные параметры процесса осаждения использованного сорбента. Представлены основные варианты регенерации отработанных сорбентов. Разработано технологические схемы очищения поверхностных и сточных вод, а также городских стоков от нефтепродуктов, ионов аммония и тяжелых металлов природными дисперсными сорбентами и дальнейшего осаждения и регенерации отработанных сорбентов. Доказано экономическую и экологическую эффективность предлагаемых технологий. Практическое значение работы подтверждена двумя патентами на изобретение и актами внедрения в производственный и учебный процесс.
The thesis is dedicated to resolve the practical-scientific problem of rational combination of adsorption processes of clarification ofliquid environment in systems with natural disperse sorbents, as well as possibility of modification of this sorbents, precipitation and regeneration of utilized sorbents. The methodological approach was elaborated on the basis of combinatorics principles and compliance of the optimization conditions of integrated processes. Economically effective principles and ecologically secure technologies of water purification, by using clayey natural sorbents, were created in this thesis. We explored the adsorption properties of natural and modified sorbents regarding ammonium ions, heavy metal, organic pollutant. The experimental data was compared to theoretical models of adsorption processes. Ecologically and economically suitable structure of natural and modified sorbents was justified for their usage in sewage and surface polluted water purification. The adsorption processes were adapted to known technological schemes of sewage and polluted surface water purification, that was polluted with oil products, ammonium ions and heavy metal ions. There were measured the technologicalaspects of water purification by using adsorption on natural dispersed sorbents. The exchange capacity and the selectivity of different ion-exchange products regarding the ammonium ions in purification processes were measured; the regenerative preparation compounds’ influence on efficiency of conduction of ion-exchange products regeneration was learnt. In this thesis the possibility of usage of measuring the conductivity of water flow for enrichment of ion-exchange products by ammonium ions observation was validated. We made a pattern of enrichment process of ion-exchange products by ammonium ions and validated the correspondence of models based on example of ammonium concentration in a real city effluent. The technological schemes of drain water purification from organic carbohydrate contaminations, ammonium ions, heavy metal ions contamination were developed; as well as the following sedimentation and regeneration of sorbents. It was proven the economic and ecological efficiency of offered technologies. Practical significance of work was confirmed by two patents on utility model and certificate of implementation into production and education processes.