Спосіб одержання адсорбенту для поглинання іонів хрому (iv) із стічних вод

Реферат: Спосіб одержання адсорбенту для поглинання іонів хрому (VI) із стічних вод, що включає хімічне осадження оксихлориду цирконію (ZrOCl2·8H2O) з водних розчинів у вигляді гідроксиду цирконілу (ZrO(OH)2) сечовиною в присутності подрібненого до розміру менше ніж 0,063 мм активованого вугілля за температури 95 °C протягом 20 хвилин, висушування композита за температури 110 °С протягом 1 години, термічну обробку композита в муфельній печі проводять при температурі 300 °C протягом 1 години. Активоване вугілля попередньо прожарюють за температури 300 °C протягом 1 години, а масова частка ZrО2 у кінцевому продукті складає 7 % мас., внаслідок чого адсорбційна ємність композита підвищується майже в 1,5 разу без зміни механічних властивостей та здатності до багаторазової регенерації. UA 112600 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ АДСОРБЕНТУ ДЛЯ ПОГЛИНАННЯ ІОНІВ ХРОМУ (IV) ІЗ СТІЧНИХ ВОД UA 112600 U UA 112600 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до способів синтезу композитів на основі активного вугілля, які можуть використовуватись як адсорбенти та іонообмінники. Зазвичай як адсорбенти застосовують поруваті тверді тіла з розвиненою площею поверхні та внутрішньою системою пор. Модифікування поверхні таких тіл призводить до збільшення адсорбційної ємності за різними речовинами. 6+ Для збільшення адсорбційної ємності відносно до іонів Сr застосовують композити, що поєднують деревне активне вугілля та часточки оксиду цирконію (IV) ZrO2. Відомий спосіб синтезу композита "активоване вугілля - оксид цирконію (IV)", за яким композит одержують шляхом внесення гранул целюлози в розчин оксихлориду цирконію 3 (ZrOCl2·8H2O) з концентрацією 0,3 моль/дм , з наступною обробкою 10 %-м розчином гідроксиду амонію (для гідролізу оксихлориду цирконію до гідроксиду цирконію). Потім утворену систему "целюлоза-гідроксид цирконію (IV)" прожарюють при температурі 600 °C протягом 2 год. для перетворення целюлози в активоване вугілля з одночасним термічним розкладанням гідроксиду цирконію (IV) до оксиду цирконію (IV) (ZrO2). При цьому відбувається утворення композита "активоване вугілля - оксид цирконію (IV)". В результаті одержують композит "активоване 2 3 вугілля-оксид цирконію (IV)" з питомою площею поверхні 760 м /г і порозністю 2,7 см /г [1]. Недоліком цього способу є необхідність перетворення носія-целюлози в активоване вугілля в процесі синтезу композита "активоване вугілля-оксид цирконію (IV)", що зумовлює необхідність підвищення температури до 600 °C та збільшення тривалості прожарювання до 2 годин. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є спосіб, в якому нанокомпозит "активоване вугілля-ZrO2" отримують осадженням наважки порошку ZrOCl2·8H2O карбамідом, у кількості 36 г у водному середовищі в присутності попередньо подрібненого до розміру 0,063 мм активного вугілля марки БАВ-А масою 5 г, з наступним нагріванням до 95 °C при постійному перемішуванні протягом 20 хвилин, висушуванні за температури 100-150 °C протягом 1 доби та прожарюванням у муфельній печі за температур 300-450 °C впродовж 1 години [2]. Недоліком цього способу є отримання композита з високим вмістом цирконію (IV) оксиду (до 30 % мас), при цьому адсорбційна ємність за катіонами металів виявляється незначною. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу синтезу адсорбенту для поглинання іонів хрому (VI) із стічних вод шляхом поєднання деревного активованого вугілля та цирконію (IV) оксиду. Поставлена задача вирішується тим, що в способі синтезу адсорбенту для поглинання іонів хрому (VI) із стічних вод, що включає хімічне осадження оксихлориду цирконію (ZrOCl2·8H2O) з водних розчинів у вигляді гідроксиду цирконілу (ZrO(OH)2) сечовиною в присутності подрібненого до розміру менше ніж 0,063 мм активованого вугілля за температури 95 °C протягом 20 хвилин, висушування композита за температури 110 °C протягом 1 години, термічну обробку композиту проводять в муфельній печі при температурі 300 °C протягом 1 годин, згідно з корисною моделлю, активоване вугілля попередньо прожарюють за температури 300 °C протягом 1 години, а масова частка ZrO2 у кінцевому продукті складає 7 % мас, внаслідок чого адсорбційна ємність композита підвищується майже в 1,5 разу без зміни механічних властивостей та здатності до багаторазової регенерації. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де - на Фіг. 1 - ТЕМ-зображення композита "активоване вугілля-ZrO2", 6+ - на Фіг. 2 - графіки залежності питомої адсорбції Cr вихідним активним вугіллям та його композитом з ZrO2. Спосіб одержання адсорбенту для поглинання йонів хрому (IV) із стічних вод композиту "активоване вугілля - ZrO2" здійснюють наступним чином: у воді розчиняють оксихлорид цирконію та додають сечовину, потім вносять попередньо прожарене за температури 300 °C протягом 1 години деревне активоване вугілля; отриману суспензію при перемішуванні нагрівають до 95 °C та витримують за цієї температури протягом 20 хвилин; отриманий осад відфільтровують, відмивають від іонів Сl , висушують за температури 110 °C протягом 1 години та прожарюють при температурі 300 °C протягом 1 години. Синтез композита "активоване вугілля-ZrO2" проводять із застосуванням реактивів: оксихлориду цирконію (ZrOCl2·8H2O) кваліфікації "хч"; сечовини кваліфікації "хч"; промислового активного вугілля марки БАВ. Таким чином, запропонований адсорбент-композит "активоване вугілля-ZrO2" є більш економічним та ефективним в процесах видалення іонів хрому (VI) із стічних вод хімічних, електрохімічних, текстильних та інших підприємств. 1 UA 112600 U 5 Джерела інформації: 1. Activated Carbon and Carbon-Oxide Composite Materials Derived from Powdered Cellulose" ISSN 1070-4272, Russian Journal of Applied Chemistry, 2010, Vol. 83, No. 2, pp. 307-311. 2. Феденко Ю.M. "НАНОКОМПОЗИТИ НА ОСНОВІ ЦИРКОНІЮ (IV) ОКСИДУ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ": дис. канд. техн. наук: 05.17.21 / Феденко Юрій Миколайович - Київ, 2014. - 174 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб одержання адсорбенту для поглинання іонів хрому (VI) із стічних вод, що включає хімічне осадження оксихлориду цирконію (ZrOCl2·8H2O) з водних розчинів у вигляді гідроксиду цирконілу (ZrO(OH)2) сечовиною в присутності подрібненого до розміру менше ніж 0,063 мм активованого вугілля за температури 95 °C протягом 20 хвилин, висушування композита за температури 110 °С протягом 1 години, термічну обробку композита в муфельній печі проводять при температурі 300 °C протягом 1 години, який відрізняється тим, що активоване вугілля попередньо прожарюють за температури 300 °C протягом 1 години, а масова частка ZrО2 у кінцевому продукті складає 7 % мас., внаслідок чого адсорбційна ємність композита підвищується майже в 1,5 разу без зміни механічних властивостей та здатності до багаторазової регенерації. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2