Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: XLIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 09 февраля 2017 г.)

Наука: Химия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Джимшелеишвили Л.М. АДСОРБЦИЯ ХРОМА (VI) НА БЕРЁЗОВЫХ ОПИЛКАХ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 2(49). URL: https://sibac.info/archive/nature/2(48).pdf (дата обращения: 28.03.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 210 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

АДСОРБЦИЯ ХРОМА (VI) НА БЕРЁЗОВЫХ ОПИЛКАХ

Джимшелеишвили Лали Мерабовна

студент кафедры химии, БГУ имени академика И.Г. Петровского,

РФ, г. Брянск

Научный руководитель Щетинская Ольга Стефановна

канд. хим. наук, доц. БГУ имени академика И.Г. Петровского,

РФ, г. Брянск

Россия богата водными ресурсами. Однако проблема чистой воды в нашей стране стоит очень остро. Это обусловлено не только неравномерностью распределения водных ресурсов по регионам, но и высоким уровнем загрязнённости водных объектов, основными источниками которого являются сточные воды, то есть воды, использованные промышленными или коммунальными предприятиями и населением, подлежащие очистке от различных примесей.

Многообразие производств, огромное число химических продуктов, применяемых и получаемых в технологических процессах, приводит к образованию большого количества загрязнённых сточных вод. Степень их экологической опасности зависит от токсичности загрязняющих веществ.

В последнее время особую опасность приобрело накопление в окружающей среде тяжёлых металлов, попадающих в неё с выбросами и сбросами промышленных предприятий.

Сточные воды гальванических цехов содержат большое количество ионов тяжёлых металлов, которые представляют большую экологическую угрозу для биосферы.

Хромсодержащие гальванические стоки содержат хром (VI) в виде анионов Cr2O72- и утилизируются обычно двухстадийным методом. Сначала хром (VI) восстанавливают до хрома(III), затем реакционный раствор подщелачивают и выделяют хром(III) в виде гидроксида, который, однако, трудно осаждается и фильтруется.

В последнее время при очистке хром(VI)-содержащих сточных вод всё большее значение завоёвывают сорбционные методы очистки.

При выборе сорбентов обычно учитываются такие параметры, как невысокая стоимость, доступность, эффективность, возможность использования для этой цели отходов различных производств: древесных опилок, коры хвойных деревьев, перьев, шерсти [2, 3].

Брянская область богата лесными ресурсами, на её территории функционирует много деревообрабатывающих предприятий, и образуются различные древесные отходы в больших количествах, которые в большинстве случаев сжигаются.

Целью данной работы являлось изучение сорбционных свойств берёзовых опилок по отношению к хромсодержащим сточным водам.

В работе использовали берёзовые опилки с размером частиц 2-2,5 мм, сорбцию проводили в статическом режиме при комнатной температуре из растворов K2Cr2O7 с концентрацией хрома (VI) 104 мг/л (2*10-3моль/л).

К опилкам, помещённым в коническую колбу, прибавляли 100 мл модельного раствора хромсодержащих сточных вод, доводили pH до требуемой величины, закрывали пробками и перемешивали в течение трех часов, затем оставляли реакционную смесь на сутки при комнатной температуре.

В реакционных растворах определяли остаточную концентрацию хрома (VI) через 1,2,3 часа и через сутки спектрофотометрически:

  • с дифенилкарбазидом [1];
  • экспресс-методом по собственной окраске раствора хрома (VI) [4].

В работе была исследована зависимость сорбции хрома (VI) от кислотности среды, массы сорбента, времени сорбции.

При изучении влияния кислотности среды на сорбцию шестивалентного хрома рН изменяли от 2 до 5 добавлением серной кислоты или гидроксида натрия, масса сорбента составляла 2г на 100 мл раствора, температура - комнатная. Экспериментальные результаты представлены в таблице 1.

 

Таблица 1.

Влияние pH раствора на конверсию процесса сорбции.

Время сорбции, час

Конверсия (степень очистки), %

pH=2

pH=3

pH=4

pH = 5

1

36,3

31,3

25,7

14,0

2

46,5

43,1

31,6

14,9

3

52,5

45,7

33,1

14,1

24

76,8

68,3

40,2

15,3

соотношение сорбент: раствор

1: 50

 

Из данных таблицы 1 следует, что процесс сорбции шестивалентного хрома березовыми опилками лучше протекает в кислой среде (степень извлечения хрома достигает 82 %), поэтому все дальнейшие эксперименты проводили в кислой среде. Далее было изучено влияние массы сорбента на процесс сорбции. Соотношение сорбент: раствор изменяли от 1:50 до 1:10, рН раствора составлял 2, температура - комнатная. Экспериментальные данные представлены в таблице 2.

 

Таблица 2.

Влияние массы сорбента на конверсию процесса сорбции.

Время сорбции, час

Конверсия (степень очистки), %

mсорб=2г

mсорб=5г

mсорб=7г

mсорб=10г

1

36,3

43,9

68,8

74,2

2

46,5

58,6

76,2

75,6

3

52,5

67,7

76,4

75,8

24

76,8

82,5

76,2

75,8

соотношение сорбент: раствор

1:50

1:20

1:14

1:10

 

Из данных, представленных в таблице 2, следует, что лучшим соотношением сорбент: раствор является 1:20, а лучшим временем сорбции - сутки.

В результате проведённых исследований были определены оптимальные условия сорбци хрома (VI) берёзовыми опилками: показатель pH среды- 2, соотношение сорбент - раствор- 1: 20, температура – комнатная, время сорбции- 24 часа, степень извлечения хрома - до 82 %. Следует отметить, что после сорбции в реакционных растворах не был обнаружен трехвалентный хром, кислотность среды также не изменялась. Можно предположить, что в данном случае происходила физическая адсорбция хрома (VI) березовыми опилками.

Для полного удаления шестивалентного хрома из сточных вод была проведена вторая стадия сорбции с использованием свежей порции березовых опилок. Реакционный раствор после первой стадии сорбции фильтровали через бумажный фильтр, а в маточник добавляли свежую порцию березовых опилок. Процесс сорбции проводили в оптимальных условиях: рН равное 2, соотношение сорбент: раствор = 1:20, время сорбции 24 часа, температура процесса комнатная. В реакционном растворе хром (VI) обнаружен не был.

 

Список литературы:

  1. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод., М.: Химия, 1984 – с.152-156.
  2. Пашаян А.А., Зеркаленкова М.В. Новые бесшламовые и регенерационные методы очистки воды от соединений хрома. Экология и промышленность России, №9, 2014. – с. 7-9.
  3. Пашаян А.А., Зеркаленкова М.В. Регенерационные технологии очистки сточных вод от соединений хрома без образования гальваношлама. Вода: химия и экология, №1 (79), 2015, с. 86-91.
  4. Тимофеева С.С., Лыкова О.В. Извлечение металлов из сточных вод гальванических производств адсорбцией на отходах деревообрабатывающей промышленности. Иркутский политехнический институт. Иркутск, 1985. – 38 с.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 210 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Уважаемые коллеги, издательство СибАК с 30 марта по 5 апреля работает в обычном режиме