Исследование адсорбции ионов меди и цинка сорбентами на основе растительных отходов – жмыха и лузги семян подсолнуха

Аннотация

В настоящее время водные объекты содержат огромное количество загрязнителей, которые являются продуктами деятельности человека. Одними из распространенных загрязнителей являются тяжелые металлы, превышающие предельно допустимую концентрацию (ПДК) в сточных водах. Наиболее распространенными и эффективными способами снижения концентрации ионов тяжелых металлов в сточных водах являются сорбционные методы очистки. Поэтому создается необходимость получения новых адсорбентов, которые имеют более низкую стоимость по сравнению с существующими на рынке, а также являются эффективными и экологически безопасными. Целью данного исследования является изучение адсорбционной активности растительных отходов на основе лузги (ЛП) и жмыха (ЖП) семян подсолнуха по отношению к ионам меди и цинка. Максимальная степень извлечения ионов Cu2+ и Zn2+ с помощью ЛП достигает (88±3,43)% для Cu 2+ и (81,4±5,53)% для Zn 2+ . Измельчение ЛП приводит к повышению степеней извлечения до (93±2,57)% для Cu 2+ и (89±2,35)% для Zn 2+ . В случае жмыха подсолнуха максимальная степень извлечения достигает (72±4,98)% для Cu 2+ и (80±3,07)% для Zn 2+ . В целях увеличения сорбционной емкости сорбенты были подвергнуты
модифицированию – карбонизации. Степень извлечения ионов Сu 2+ и Zn 2+ карбонизатом ЛП достигает (95±2,29)% для Сu 2+ и (96±3,41)% для Zn 2+ . В случае карбонизата ЖП степень извлечения ионов Сu 2+ достигает (93±2,98)%, а ионов Zn 2+ (35±4,24)%. При карбонизатах ЛП и ЖП, прошедших кислотную обработку, степень извлечения ионов Сu 2+ и Zn 2+ достигает 100%. В результате исследования кинетики исследуемых процессов было установлено, что взаимодействие описывается моделью псевдовторого порядка в случае адсорбции: 1) Cu 2+ и Zn 2+ на ЛП; 2) Cu 2+ на ЖП. Для адсорбции Zn 2+ на ЖП больше подходит модель псевдопервого порядка. В случае модифицированных сорбентов процесс описывается моделью псевдовторого порядка для адсорбции: 1) ионов Сu 2+ и Zn 2+ на карбонизате ЛП, подвергнутой кислотной обработке; 2) ионов Сu 2+ и Zn 2+ на карбонизате ЖП; 3) ионов Zn 2+ на карбонизате ЖП, подвергнутой кислотной обработке; 4) ионов Сu 2+ на карбонизате ЛП. Модель псевдопервого порядка описывает адсорбцию ионов Zn 2+ на карбонизате ЛП и ионов Сu 2+ на карбонизате ЖП, подвергнутой кислотной обработке.

Ключевые слова: лузга подсолнуха, жмых подсолнуха, адсорбция, ионы меди, ионы цинка, кинетика.