Porous carbon materials from Larix Sibirica wastes and Abies Sibirica bark in the sorption of organic pollutants from aqueous solutions
Carbon adsorbents from waste wood processing of Siberian larch and Siberian fir bark were produced by water-steam and gas activation methods in a fluidized bed. The main sorption characteristics of the produced carbon adsorbents were established: the sorption activity for iodine was 60% for larch waste activated carbon and 75% for fir bark activated carbon. The BET surfaces of the larch waste activated coal and the fir bark activated are 331 m2/g and 428 m2/g, respectively. The produced coals have a developed porous structure - pore volume from 1.49 to 2.66 cm3/g. An investigation of the coals activity for the main industrial pollutants - benzene, phenol, petroleum products, formic, acetic and lactic acids, synthetic surfactants (volgonate and katamine AB) - in the concentration range up to 100 mg/l was carried out. Freudlich adsorption isotherms for each coal have been obtained. It was shown that a multi-molecular adsorption increased in the series AB katamine < volgonat < formic acid < oil < lactic acid < acetic acid < benzene < phenol for the char coal samples. At the same time, active coal from fir bark has the highest sorption activity in terms of numerical organic substances, followed by coal from larch processing waste and then industrial coal of the BAU-A. It was found that the adsorption activity of coals from fir bark significantly exceeds the activity of coal grade BAU-A for all mentioned above organic pollutants: with the same efficiency of phenol sorption, the consumption of fir bark coal is less by 3.5-4.3 times; benzene-2.5 - 3.3 times; petroleum products - 11.6 times; volgonate - 2.0 - 2.2 times; katamine AB-1.6 - 2.0 times; formic acid-3.1 - 4.2 times; acetic acid-2.1 - 2.5 times; lactic acid sour-you-2.0 - 2.4 times. The adsorption capacity of industrial coal grade BAU-A for phenol, benzene and oil products was 20 mg/g, 95 mg/g and 85 mg / g, respectively, while for active coal from fir bark, the adsorption capacity for phenol, benzene and petroleum products was 50 mg/ g, 175 mg/g and 140 mg / g, respectively. The feasibility of replacing coal BAU-A with the produced carbon materials in industrial processes of deep sewage treatment has been demonstrated.
Keywords
сорбция,
отходы лиственницы сибирской,
кора пихты сибирской,
фенол,
бензол,
нефтепродукты,
муравьиная и уксусная кислоты,
молочная кислота,
поверхностно-активные вещества,
sorption,
Larix Sibirica wood wastes,
Abies Sibirica bark,
organic pollutants,
phenol,
benzene,
oil-products,
formic and acetic acids,
milk acid,
surfaceactive substancesAuthors
| Eremina Anna O. | Krasnoyarsk Science Center SB RAS | anna.oleg.er@mail.ru |
| Rudkovskiy Alexey V. | Krasnoyarsk Science Center SB RAS | rudkovsky@inbox.ru |
| Sobolev Anatoliy A. | Krasnoyarsk Science Center SB RAS | rudkovsky@inbox.ru |
| Taran Oxana P. | Krasnoyarsk Science Center SB RAS | oxanap@bk.ru |
| Chesnokov Nikolai V. | Krasnoyarsk Science Center SB RAS | cnv@ksc.krasn.ru |
Всего: 5
References
Kuznetsov, B.N. Chemical processing of fossil coals and wood. Красноярск : Изд-во КГУ, 1999. 200 с
Кузнецов Б.Н., Левданский В.А., Кузнецова С.А. Химические продукты из древесной коры. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. 259 с.
Левданский В.А. Полежаева, Н.И. Макиевская А.И. Кузнецов Б.Н. Безотходная пере работка коры пихты // Химия растительного сырья. 2000. № 4. С. 21-28.
Мухин В.М., Клушин В.Н. Производство и применение углеродных адсорбентов. М. : РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2012. 308 с.
Беляев Е.Ю. Получение и применение древесных активированных углей в экологи ческих целях // Химия растительного сырья. 2000. № 2. С. 5-15.
Колышкин Д.А., Михайлова К.К. Активные угли : справочник. Л. : Химия, 1985. 56 с.
Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение. Л. : Химия, 1984. 216 с.
Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. Л. : Химия, 1982. 168 с.
Беседина И.Н., Симкин Ю.Я., Петров В.С. Получение углеродных материалов из отходов сухой окорки лиственницы сибирской. 1. Особенности отходов сухой окорки как сырья для получения углеродных материалов // Химия растительного сырья. 2002. № 2. С. 63-66.
Беседина И.Н., Симкин Ю.Я., Петров В.С. Получение углеродных материалов из отходов сухой окорки лиственницы сибирской. 3. Получение активных углей // Химия растительного сырья. 2002. № 2. С. 71-74.
Симкин Ю.Я., Беседина И.Н. Формирование пористой структуры активных углей из брикетов сухой окорки лиственницы сибирской // Химия растительного сырья. 2009. № 2. С. 131-134.
Симкин Ю.Я., Беседина И.Н. Влияние факторов пиролиза и активации на формирование углеродных кристаллитов углей из отходов лиственницы сибирской // Хвойные бореальной зоны. 2010. Т. XXVII, № 3-4. С. 371-374.
Кузнецов Б.Н., Головин Ю.Г., Головина В.В., Еремина А.О., Левданский В.А. Получение углеродных адсорбентов из продуктов экстракционной переработки коры лиственницы сибирской // Химия растительного сырья. 2002. № 2. С. 57-61.
Чесноков Н.В., Кузнецов Б.Н., Лоро Ф., Клозе В., Шинкель А. Особенности пиролиза древесины лиственницы и свойства получаемых углей // Хвойные бореальной зоны. 2003. № 1. С. 91-96.
Иванов И.П., Судакова И.Г., Иванченко Н.М., Кузнецов Б.Н. Изучение свойств активных углей из зерненной коры лиственницы // Химия растительного сырья. 2011. № 1. С. 81-86.
Кузнецов Б.Н., Чесноков Н.В., Иванов И.П., Кузнецова С.А., Иванченко Н.М. Получение пористых углеродных материалов из древесной коры // Химия твердого топлива. 2015. № 5. С. 14-24.
Рудковский А.В., Фетисова О.Ю., Чесноков Н.В. Сорбция нефтепродуктов углеродными сорбентами из коры лиственницы сибирской // Журнал Сибирского федерального университета. 2016. № 2 (9). С. 109-118.
Рудковский А.В., Щипко М.Л., Головина В.В., Еремина А.О., Левданский В.А., Полежаева Н.И., Кузнецов Б.Н. Получение активных углей из коры пихты и остатков ее экстракционной переработки // Химия растительного сырья. 2003. № 1. С. 97-100.
Щукина А.В., Епифанцева Н.С., Симкин Ю.Я., Степень Р.А. Кора сплавной пихты сибирской - сырье для производства древесноугольных материалов // Химия растительного сырья. 2006. № 2. С. 61-62.
Nenkova S., Garvanska R., Jelev S. Fibrous-wood sorbent for elimination oil pollution // AUTEX Research Journal. 2004. V. 4, № 3. Р. 157-163.
Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск : Изд-во ИК СО РАН, 1995. 518 с.
Фенелонов В.Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск : Изд-во ИК СО РАН, 2002. 414 c.
Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М. : Химия, 1985. 256 с.
Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М. : Химия, 1984. 592 с.
Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности / под ред. Т.Г. Плаченова. М. : Наука, 1983. 324 с.