Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов

Abstract

Синтезированы новые комбинированные биосорбенты на основе лигноцеллюлозного комплекса, полученного из отхода пищевой промышленности — абрикосовых косточек — и ферроцианида меди. Исследованы физико-химические и структурно-сорбционные свойства полученных материалов. Установлено, что предварительная обработка исходных абрикосовых косточек по кислотно-щелочной схеме приводит к увеличению удельной поверхности лигноцеллюлозного материала в 2 раза и общего объема пор в 6 раз. Показана зависимость между концентрацией ферроцианида меди в исходном растворе и сорбционными свойствами синтезированных образцов по отношению к ¹³⁷Cs. Установлено, что увеличение концентрации модификатора в исходном растворе приводит к повышению содержания ферроцианидной фазы в объеме носителя и к повышению сорбционной способности полученных материалов по отношению к радиоцезию. Максимальными значениями эффективности извлечения ¹³⁷Cs (94 %) и коэффициента распределения (7000 мл/г) характеризуются образцы сорбента с содержанием ферроцианидной фазы в объеме носителя 4,5 %. Исследованы закономерности извлечения иода, основных и кислотных красителей из водных растворов синтезированными сорбентами. Установлено, что поглощающая способность полученных комбинированных материалов по отношению к иоду и органическим красителям незначительно уменьшается по сравнению с исходной лигноцеллюлозной матрицей.

Синтезовано нові комбіновані біосорбенти на основі лігноцелюлозного комплексу, одержаного з відходу харчової промисловості — абрикосових кісточок — та фероціаніду міді. Досліджено фізико-хімічні та структурно-сорбційні властивості одержаних матеріалів. Встановлено, що попередня обробка вихідних абрикосових кісточок за кислотно-лужною схемою приводить до збільшення питомої поверхні лігноцелюлозного матеріалу в 2 рази та загального об’єму пор у 6 разів. Показано залежність між концентрацією фероціаніду міді у вихідному розчині та сорбційними властивостями синтезованих зразків щодо ¹³⁷Cs. Встановлено, що збільшення концентрації модифікатора у вихідному розчині приводить до збільшення вмісту фероціанідної фази в об’ємі носія та до підвищення сорбційної здатності одержаних матеріалів щодо радіоцезію. Максимальними значеннями ефективності вилучення ¹³⁷Cs (94 %) та коефіцієнта розподілення (7000 мл/г) характеризуються зразки сорбента з вмістом фероціанідної фази в об’ємі носія 4,5 %. Досліджено закономірності вилучення йоду, основних та кислотних барвників з водних розчинів синтезованими сорбентами. Встановлено, що поглинаюча здатність одержаних комбінованими матеріалами щодо йоду та органічних барвників незначно зменшується у порівнянні з вихідною лігноцелюлозною матрицею.

New combined biosorbents based on lignocellulose complex, obtained from the waste of food industry — apricot stones, and copper ferrocyanide were synthesized. The physical, chemical, structural and sorption properties of the obtained materials were investigated. It was found out that pretreatment of initial apricot stones by acid-alkali scheme leads to an increase in the specific surface area of the lignocellulose material in two times and the total pore volume up to six times. The dependence between the concentration of copper ferrocyanide in initial solution and sorption properties of the synthesized sampled with respect to ¹³⁷Cs was shown. It was found out that the increase of the modifier concentration in initial solution leads to the increase of the content of ferrocyanide phase in the volume of the carrier and to the increase of the sorption ability of obtained materials with respect to radiocesium. The sorbent samples with the content of ferrocyanide phase 4,5 % in the volume of carrier characterized by the maximum values of recovery rate (94 %) and distribution coefficient (7000 ml/g). The regularities of sorption of iodine, basic and acid dyes from the aqueous solution on the synthesized materials were investigated. It was found out that the sorption capacity of obtained biosorbents with respect to iodine and organic dyes slightly decreases in comparison with initial lignocellulose matrix.