Адсорбция прямых светопрочных красителей целлюлозным сырьем из водных растворов

Целью настоящей работы являлось исследование процесса адсорбции прямых светопрочных красителей из водных растворов целлюлозным сырьем.

Методы. В качестве сорбента использовались отходы деревообрабатывающей промышленности – древесные опилки лиственных пород деревьев размером частиц с 3,25 до 4,25 мм. В качестве адсорбатов предварительными испытаниями выбрано три прямых светопрочных красителя: бирюзового СВ, синего КУ, красного 2С.

Для определения максимума светопоглощения исследуемых в работе прямых светопрочных красителей сняты спектры поглощения на всем диапазоне длины волн. 

Для определения остаточной концентрации построены градуировочные графики зависимости оптической плотности от концентрации соответствующих красителей (бирюзового СВ, синего КУ, красного 2С). В работе приведены линеаризированнные уравнения градуировочных графиков, полученные с помощью метода наименьших квадратов и величины достоверности аппроксимации, значения которых показывают степень соответствия трендовой модели исходным данным. 

Результаты. Определены максимумы светопоглощения: для красителя прямого бирюзового СВ 611 нм, для синего КУ 563 нм, для красного 2С 523 нм. 

Установлены оптимальные условия сорбции целлюлозным сырьем прямых светопрочных красителей и определены параметры, характеризующие адсорбцию прямых светопрочных красителей (бирюзового СВ, синего КУ, красного 2С) целлюлозным сырьем из водных растворов при разных значениях массы.

Анализ кинетических кривых сорбции говорит о том, что при указанных оптимальных условиях наибольшая степень сорбции (более 99%) целлюлозным сырьем из водных растворов достигается за 30 минут для прямого светопрочного красителя синий КУ. 

Заключение. Полученные результаты показали, что краситель прямой красный 2С сорбируется в 2 раза меньше по сравнению с другими красителями, используемыми в работе. Наибольшей степени сорбции с наименьшей массой целлюлозного сырья в 3,0 г достиг краситель прямой синий КУ.

1. Сазонова А. В. Адсорбция кислотных красителей природными карбонатными породами // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Физика и химия. 2014. № 1. С. 69–74.

2. Обесцвечивание растворов прямых красителей в присутствии нерастворимых алюмосиликатов / М. А. Вельбой, Л. В. Шарнина, Е. Л. Владимирцева, А. И. Григорьева // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2014. Т. 57, № 3. С. 81–85.

3. Оценка сорбционной активности глинистых минералов по отношению к растворам прямых и активных красителей / М. А. Вельбой, Е. Л. Владимирцева, Л. В. Шарнина, Э. Г. Шамсуддинова // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2014. Т. 24, № 2. С. 28–32.

4. Сарибекова Д. Г., Куник А. Н., Сарибеков Г. С. Исследование влияния катионных полимеров на кинетику крашения прямыми красителями // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. 2014. № 3. С. 20–23.

5. Борисова О. А., Козлова О. В., Киселева А. Ю. Интенсификация процессов крашения целлюлозосодержащих текстильных материалов прямыми красителями // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2009. Т. 6, № 4. С. 65–67.

6. Сазонова А. В., Лямцев С. Е. Перспективы использования природных сорбентов для очистки сточных вод от техногенных загрязнений // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2015. № 3 (16). С. 80–85.

7. Вatch and dynamic adsorption of eriochrome black t from water on magnetic graphene oxide: experimental and theoretical studies / I. Khurana, A. K. Shaw, P. K. Rai, Bharti, J. M. Khurana // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2018. Vol. 6. No. 1. P. 468–477.

8. Мальцева В. С., Сазонова А. В. Исследование механизма сорбции фенола из сточных вод природными сорбентами // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Физика и химия. 2013. № 1. С. 65–74.

9. Шабалина К. И., Мяснянкина В. С., Сазонова А. В. Влияние массы древесных опилок на степень сорбции прямых красителей из водных растворов в зависимости от рН среды // Фундаментальные и прикладные исследования в области химии и экологии: материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; отв. ред. Л. М. Миронович. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2015. С. 232–234.

10. Очистка сточных вод от прямых красителей отходами деревообрабатывающей промышленности / К. И. Шабалина, В. С. Мяснянкина, А. В. Лысенко, В. С. Мальцева // Страна живет, пока работают заводы: сборник научных трудов Международной научно-технической конференции / отв. ред. О. В. Овчинкин. Курск: ИП Пучков Игорь Иванович, 2015. С. 388–391.

11. Фрундина Д. А., Ветчинова Д. В., Лысенко А. В. Очистка сточных вод отходов сахарного производства от прямых красителей // Будущее науки – 2017: сборник научных статей 5-й Международной молодежной научной конференции: в 4-х т. / отв. ред. А. А. Горохов. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2017. С. 340–343.

12. Солуковцева Т. В., Мальцева В. С., Коротеев Д. С. Исследование очистки сточных вод от прямых красителей отходов сахарного производства // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей VII Международной научно-практической конференции / отв. ред. Л. В. Шульга; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2015. С. 195–200.

13. Пашаян А. А., Нестеров А. В. Создание нефтепоглощающих сорбентов совместной утилизацией древесных опилок и нефтяных шламов // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20, № 9. С. 144–147.

14. Лысенко А. В., Лямцев С. Е., Молокоедова И. В. Влияние породы древесных опилок на адсорбционную очистку от катионных красителей // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей VIII Международной научно-практической конференции: в 2 ч. / отв. ред. Л. В. Шульга; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2016. С. 286– 290.

15. Сорбционные и физико-химические характеристики целлюлозосодержащих сорбентов, модифицированных гетарилформазанами / Т. И. Маслакова, И. Г. Первова, А. В. Желновач, П. А. Маслаков, Е. И. Симонова, А. В. Вураско // Сорбционные и хроматографические процессы. 2017. Т. 17, № 3. С. 398–406.

16. Левина К. А., Лысенко А. В. Кинетика процесса адсорбции прямых красителей целлюлозным сырьем из промышленных вод // Инновационный потенциал развития общества: взгляд молодых ученых: сборник научных статей Всероссийской научной конференции перспективных разработок: в 2‐х т. / отв. ред. А. А. Горохов. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2020. С. 367–370.

17. Петрунина Е. А. Исследование сорбционных свойств гидродинамически активированной древесины // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск: Сибир. гос. ун-т науки и технологий им. акад. М. Ф. Решетникова, 2019. С. 186–187.

18. Study of water adsorption on edta dealuminated zeolite y / O. Pliekhov, G. Mali, N. Z. Logar, O. Pliekhova, I. Arčon, F. Bondino, E. Magnano // Microporous and Mesoporous Materials. 2020. Vol. 302. Р. 110208.

19. Соловьев Т. М., Николаева Л. А., Буренина О. Н. Разработка связующего состава брикетов бурого угля на основе нефтяных и древесных отходов // Каротажник. 2018. № 11 (293). С. 107–114.

20. Влияние физической модификации на сорбционные свойства целлюлозосодержащего сырья / В. Ф. Каблов, И. Н. Хлобжева, Н. А. Соколова, А. С. Антропова, М. А. Дейнекин, В. А. Уколов, С. Штакина, Я. Шошина // 16-я научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава ВПИ (филиал) ВолгГТУ. Волгоград: Волгоград. гос. техн. ун-т, 2017. С. 118–119.