Исследование кинетики сорбции ионов меди активированным углем, полученным из твердого остатка пиролиза изношенных шин

Исследована кинетика сорбции ионов меди на сорбенте, полученном из твердого остатка пиролиза изношенных шин с применением различных кинетических моделей, установлен механизм сорбции и лимитирующей стадии процесса. Выявлено, что кинетику сорбции меди наилучшим образом описывают уравнения псевдо-первого и псевдо-второго порядков со значениями R2 0,9547–0,9971. Проанализирован процесс с применением уравнения Еловича и определён его хемосорбционный механизм. Установлено, что при концентрации ионов меди менее или равной 1,0 мг/л скорость хемосорбции лимитируется внешней диффузией, а при больших концентрациях химической реакцией на поверхности сорбента, также и доступностью активных центров. Доказана возможность использования твердого остатка пиролиза изношенных шин после его кислотно-щелочной переработки для очистки растворов от ионов меди.

1. Дудникова Ю.Н., Касьянова О.В. Исследования элементного состава и морфологии поверхности углеродистого твердого остатка пиролиза вышедших из употребления резинотехнических изделий. Химия и химическая технология: достижения и перспективы: IV Всероссийская конференция. Кемерово, КузГТУ, 2018. С. 305.1—305.5.

2. Vural U.S., Yinanç A. Improved demineralization of the carbon black obtained from the pyrolysis of the sidewall and tread of scrap Tires: Extraction of some micro-/macro-nutrient elements of plants.Environmental Research and Technology. 2024. 7(3). Р. 347—355. https://doi.org/10.35208/ert.1358852.

3. Lillo-Ródenas M.A., Cazorla-Amorós D., Linares-Solano A. Understanding Chemical Reactions between Carbons and NaOH and KOH: An Insight into the Chemical Activation Mechanism. Carbon. 2003. 41. 267—275. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00279-8

4. Choi Jiho, Kang Jihyun, Yang Huiseong. Enhancing Uptake Capability of Green Carbon Black Recycled from Scrap Tires for Water Purification. Coatings. 2024. 14. Р. 389.10.3390/coatings14040389.

5. El-Maadawy M., Elzoghby Amir, Masoud Ahmed ets. Conversion of carbon black recovered from waste tires into activated carbon via chemical/microwave methods for efficient removal of heavy metal ions from wastewater. RSC Advances. 2024. 14. Р. 6324—6338. 10.1039/d4ra00172a.

6. Кузнецова Т.С., Бураков А.Е., Ананьева О.А. и др. Кинетика сорбции свинца из водных растворов на наноструктурированном криогеле, модифицированном органическими полимерами. Коллоидный журнал. 2024. Т. 86. №3. C. 357—367. doi: 10.31857/S0023291224030056.

7. Datsko T., Zelentsov V. Kinetic and Adsorption Mechanism of Methylene Blue by Nanocomposite TiO2/Diatomite and Its Components.Elektronnaya Obrabotka Materialov. 2023. 59. Р. 46—54. 10.52577/eom.2023.59.3.46.

8. Годаев Б.С., Козлов В.В. Кинетика удаления Cu(II) из водного раствора с использованием нанокомпозита Fe3O4/C. Chemical Bulletin. 2023. Т. 6. № 1. С. 5—12.

9. Скугорева С.Г., Кантор Г.Я., Домрачева Л.И. Биосорбция тяжёлых металлов микромицетами: особенности процесса, механизмы, кинетика. Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 2. С. 14—31.

10. Конькова Т.В., Рысев А.П. Теория и практика жидкофазной адсорбции в технологии неорганических веществ. М., Изд-во РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2022. 120 с.

11. Дремичева Е.С., Лаптев А.Г. Моделирование процесса сорбции при очистке сточных вод от нефтепродуктов и тяжелых металлов. Теоретические основы химической технологии. 2019. Т. 53. № 3. С. 267—275.

12. Маслова М.В., Евстропова П.Е. Кинетика сорбции катионов кадмия и кобальта сорбентом на основе фосфата титана. Журнал физической химии. 2021. Т. 95. № 10. С. 1585—1590.