vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2021-1-309-315vguit-2721Research ArticleХимическая технологияFundamental and Applied chemistry, chemical technologyПолучение и исследование алюмосиликатного сорбентаObtaining and research of aluminosilicate sorbenthttps://orcid.org/0000-0001-6666-6292КузнецоваИ. В.KuznetsovaI. V.

к.х.н., доцент, кафедра неорганической химии и химической технологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Chem.), associate professor, inorganic chemistry and chemical technology department, Revolution Av., 19 Voronezh, Russia

kuznetsovaiv@mail.ruГетманскаяМ. В.GetmanskayaM. V.

магистр, кафедра неорганической химии и химической технологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

master student, inorganic chemistry and chemical technology department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

getmanskayamarina1998@ya.ruЧерненкоС. С.ChernenkoS. S.

студент, кафедра неорганической химии и химической технологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

student, inorganic chemistry and chemical technology department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

noreplay@elpub.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийРоссияVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian Federation202108042021831309315Copyright © Кузнецова И.В., Гетманская М.В., Черненко С.С., 20212021Кузнецова И.В., Гетманская М.В., Черненко С.С.Kuznetsova I.V., Getmanskaya M.V., Chernenko S.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2721

Разработана технологическая схема синтеза алюмосиликатного сорбента в лабораторных условиях с использованием глины Семилукского месторождения. При нагревании образца сорбента в интервале 30-225оС происходит потеря свободной влаги, в интервале температур 405-550 оС начинает испаряться связанная вода и происходит разложение органических веществ. Исследована сорбция сульфида натрия поверхностью сорбента. Определены постоянные ? и n в уравнение Фрейндлиха A=1,38?C1.19. Формируемая площадь удельной поверхности S=12,8 м2/г. Проведено сравнительное исследование кислотно-основных свойств поверхности синтезируемого алюмосиликатного сорбента и диатомита Celite 545 60/80 MESH индикаторным методом. Адсорбция на кислотно-основных центрах поверхности синтезируемого алюмосиликатного сорбента выше адсорбции на поверхности диатомита. На поверхности синтезируемого алюмосиликатного сорбента находятся как кислотные (рК=1,7; 3,46), так и основные (рК=18,8; 9,2) центры Бренстеда. Объем пор синтезируемого алюмосиликатного сорбента равен 0,25 см3/г. Это значение меньше, чем объем пор диатомита 1,86 см3/г.

A technological scheme for the synthesis of an aluminosilicate sorbent in laboratory conditions using clay from the Semilukskoye deposit has been developed. When the sorbent sample is heated in the range of 30-225 ° C, a loss of free moisture occurs, in the temperature range of 405-550 ° C, bound water begins to evaporate and decomposition of organic substances occurs. The sorption of sodium sulfide by the sorbent surface has been studied. The constants ? and n are determined in the Freundlich equation A = 1.38 ? C1.19. Formed specific surface area S = 12.8 m2 / g. A comparative study of the acid-base properties of the surface of the synthesized aluminosilicate sorbent and diatomite Celite 545 60/80 MESH by the indicator method has been carried out. The adsorption on the acid-base centers of the synthesized aluminosilicate sorbent surface is higher than the adsorption on the diatomite surface. On the surface of the synthesized aluminosilicate sorbent, there are both acidic (pK = 1.7; 3.46) and basic (pK = 18.8; 9.2) Bronsted centers The pore volume of the synthesized aluminosilicate sorbent corresponds to 0.25 cm3 / g. This value is less than the pore volume of diatomite 1.86 cm3 / g.

алюмосиликатный сорбенткислотно-основные центрыобъем порудельная поверхностьполучение сорбентаaluminosilicate sorbentacid-base centerspore volumespecific surface areasorbent productionReferencesШуктомова И.И., Рачкова Н.Г. Свойства цеолитов и их применение // Журн. Вестник института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2010. № 8. С. 9–11Shuktomova I.I., Rachkova N.G. Properties of zeolites and their application. Zhurn. Bulletin of the Institute of Biology of the Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 2010. no. 8. pp. 9–11. (in Russian).Bandura L., Woszuk A., Ko?ody?ska D., Franus W. Application of Mineral Sorbentsfor Removal of Petroleum Substances // A Review Minerals. 2017. V. 7. P. 37. doi: 10.3390/min7030037Bandura L., Woszuk A., Ko?ody?ska D., Franus W. Application of Mineral Sorbentsfor Removal of Petroleum Substances. A Review Minerals. 2017. vol. 7. pp. 37. doi: 10.3390/min7030037Abdugaffarova K.K. et al. New Sorption Materials on the Basis of Aluminosilicates for Wasterwater Treatment // Nano Hybrids and Composites. 2017. V. 13. P. 190–196. doi: 10.4028/www.scientific.net/nhc.13.190Abdugaffarova K.K. et al. New Sorption Materials on the Basis of Aluminosilicates for Wasterwater Treatment. Nano Hybrids and Composites. 2017. vol. 13. pp. 190–196. doi: 10.4028/www.scientific.net/nhc.13.190Treto-Su?rez M.A., Prieto-Garc?a J.O., Mollineda-Trujillo ?. et al. Kinetic study of removal heavy metal from aqueous solution using the synthetic aluminum silicate // Sci Rep 2020. № 10. P. 10836. doi: 10.1038/s41598–020–67720–0Treto-Su?rez M.A., Prieto-Garc?a J.O., Mollineda-Trujillo ?. et al. Kinetic study of removal heavy metal from aqueous solution using the synthetic aluminum silicate. Sci Rep 2020. no. 10. pp. 10836. doi: 10.1038/s41598–020–67720–0Грибанов Е.Н., Оскотская Э.Р., Кузьменко А.П. Особенности строения, морфологии и кислотно-основных свойств поверхности алюмосиликата Хотынецкого месторождения. Конденсированные среды и межфазные границы // 2018. Т.20. № 1. С. 42–49. doi: 10.17308/kcmf.2018.20/475Gribanov E.N., Oskotskaya E.R., Kuzmenko A.P. Features of the structure, morphology and acid-base properties of the surface of the aluminosilicate of the Khotynetsk deposit. Condensed media and interphase boundaries. 2018. vol. 20. no. 1. pp. 42–49. doi: 10.17308/kcmf.2018.20/475Agliullin M.R., Talzi V.P., Filippova N.A. et al. Two-step sol–gel synthesis of mesoporous aluminosilicates: highly efficient catalysts for the preparation of 3,5 – dialkylpyridines // Appl Petrochem Res. 2018. V. 8. P. 141–151. doi: 10.1007/s13203–018–0202–0Agliullin M.R., Talzi V.P., Filippova N.A. et al. Two-step sol–gel synthesis of mesoporous aluminosilicates: highly efficient catalysts for the preparation of 3,5 – dialkylpyridines. Appl Petrochem Res. 2018. vol. 8. pp. 141–151. doi: 10.1007/s13203–018–0202–0Косарев А.В., Атаманова О.В., Тихомирова Е.И., Истрашкина М.В. Моделирование структуры композиционных адсорбентов “алюмосиликат-неионное ПАВ” в решении задач повышения эффективности водоочистки // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. 2017. Т. 17. №. 8. С. 116-120.Kosarev A.V., Atamanova O.V., Tikhomirova E.I., Istrashkina M.V. Modeling the structure of composite adsorbents "aluminosilicate-nonionic surfactant" in solving problems of increasing the efficiency of water treatment. Bulletin of the Kyrgyz-Russian Slavic University. 2017. vol. 17. no. 8. pp. 116-120. (in Russian).Нифталиев С.И., Кузнецова И.В., Лыгина Л.В., Саранов И.А. Термический анализ (теория и практика). Воронеж: ВГУИТ. 2018. 56 с.Niftaliev S.I., Kuznetsova I.V., Lygina L.V., Saranov I.A. Thermal analysis (theory and practice). Voronezh: VSUET. 2018. 56 p. (in Russian).Комендантова Е.А., Кваша Д.Ю. Адсорбция в водоочистке. Возможности природных адсорбентов // Синергия Наук. 2017. №. 11. С. 913-930.Komendantova E.A., Kvasha D.Yu. Adsorption in water treatment. Possibilities of natural adsorbents. Synergy of Science. 2017. no. 11. pp. 913-930. (in Russian).Шилина А.С., Милинчук В.К. Сорбционная очистка природных и промышленных вод от катионов тяжелых металлов и радионуклидов новым типом высокотемпературного алюмосиликатного адсорбента // Журн. Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. № 2. C. 240–241Shilina A.S., Milinchuk V.K. Sorption purification of natural and industrial waters from cations of heavy metals and radionuclides by a new type of high-temperature aluminosilicate adsorbent. Zh. Sorption and chromatographic processes. 2010. no. 2. pp. 240–241. (in Russian).Федосеева В. И., Миронова А. А. Влияние активации бентонита на его адсорбционные свойства // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. МК Аммосова. 2017. №. 4 (60).Fedoseeva V.I., Mironova A.A. Effect of activation of bentonite on its adsorption properties. Bulletin of the North-Eastern Federal University. MK Ammosov. 2017. no. 4 (60). (in Russian).Бельчинская Л.И., Ходосова Н.А., Новикова Л.А., Стрельникова О.Ю., Ресснер Ф., Петухова А.В., Жабин А.В. Определение соотношения активных центров // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. № 4. С. 363–370.Belchinskaya L.I., Khodosova N.A., Novikova L.A., Strelnikova O.Yu., Resner F., Petukhova A.V., Zhabin A.V. Determination of the ratio of active centers. Physicochemistry of surfaces and protection of materials. 2016. no. 4. pp. 363–370. (in Russian).Евсина Е.М. ГОСТ 6217–52 Пористость по ацетону // Журн. Научный потенциал регионов на службу модернизации. 2012. № 2. С. 150–151.Evsina E.M. GOST 6217–52 Acetone porosity. Zhurn. The scientific potential of the regions for the service of modernization. 2012. no. 2. pp. 150–151. (in Russian).Белецкая М. Г., Богданович Н. И. Формирование адсорбционных свойств нанопористых материалов методом термохимической активации // Химия растительного сырья. 2013. №. 3.Beletskaya MG, Bogdanovich NI Formation of adsorption properties of nanoporous materials by thermochemical activation. Chemistry of vegetable raw materials. 2013. no. 3. (in Russian).Belchinskaya L., Novikova L., Khokhlov V., Ly Tkhi J. Contribution of ion-exchange and non-ion-exchange reactions to sorption of ammonium ions by natural and activated aluminosilicate sorbent // J. Appl. Chem. 2013. V. 9. doi: 10.1155/2013/789410Belchinskaya L., Novikova L., Khokhlov V., Ly Tkhi J. Contribution of ion-exchange and non-ion-exchange reactions to sorption of ammonium ions by natural and activated aluminosilicate sorbent. J. Appl. Chem. 2013. vol. 9. doi: 10.1155/2013/789410Akpomie K.G., Onyeabor C.F., Ezeofor C.C., Ani J.U. et al. Natural aluminosilicate clay obtained from south-eastern Nigeria as potential sorbent for oil spill remediation // Journal of African Earth Sciences. 2019. V. 155. P. 118-123. doi: 10.1016/j.jafrearsci.2019.04.013Akpomie K.G., Onyeabor C.F., Ezeofor C.C., Ani J.U. et al. Natural aluminosilicate clay obtained from south-eastern Nigeria as potential sorbent for oil spill remediation. Journal of African Earth Sciences. 2019. vol. 155. pp. 118-123. doi: 10.1016/j.jafrearsci.2019.04.013Semenyutina A.V., Semenyutina V.A., Khuzhakhmetova A.S., Svintsov I.P. The Decrease in the Concentration of formaldehyde in the environment of Aluminosilicate Sorbents // Key Engineering materials. Trans Tech Publications Ltd, 2019. V. 802. P. 57-68. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.802.57Semenyutina A.V., Semenyutina V.A., Khuzhakhmetova A.S., Svintsov I.P. The Decrease in the Concentration of formaldehyde in the environment of Aluminosilicate Sorbents. Key Engineering materials. Trans Tech Publications Ltd, 2019. vol. 802. pp. 57-68. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.802.57Caliskan N., Kul A.R., Alkan S., Sogut E.G., Alacabey I. Adsorption of Zinc (II) on diatomite and manganese-oxide-modified diatomite: A kinetic and equilibrium study // Journal of hazardous materials. 2011. V. 193. P. 27-36. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.06.058Caliskan N., Kul A.R., Alkan S., Sogut E.G., Alacabey I. Adsorption of Zinc (II) on diatomite and manganese-oxide-modified diatomite: A kinetic and equilibrium study. Journal of hazardous materials. 2011. vol. 193. pp. 27-36. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.06.058Sheng G., Dong H., Li Y. Characterization of diatomite and its application for the retention of radiocobalt: role of environmental parameters // Journal of environmental radioactivity. 2012. V. 113. P. 108-115. doi: 10.1016/j.jenvrad.2012.05.011Sheng G., Dong H., Li Y. Characterization of diatomite and its application for the retention of radiocobalt: role of environmental parameters. Journal of environmental radioactivity. 2012. vol. 113. pp. 108-115. doi: 10.1016/j.jenvrad.2012.05.011Ibrahim S.S., Selim A.Q. Heat treatment of natural diatomite // Physicochem. Probl. Miner. Process. 2012. V. 48. №. 2. P. 413-424.Ibrahim S.S., Selim A.Q. Heat treatment of natural diatomite. Physicochem. Probl. Miner. Process. 2012. vol. 48. no. 2. pp. 413-424.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.