Academic Journal
PHOSPHORYLATION OF WALNUTS SHELLS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF WATER SOLUTIONS PURIFICATION
| Title: | PHOSPHORYLATION OF WALNUTS SHELLS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF WATER SOLUTIONS PURIFICATION |
|---|---|
| Source: | Технічні науки та технології; № 2(12) (2018): Технічні науки та технології; 236-244 Technical sciences and technology; No. 2(12) (2018): Technical sciences and technologies; 236-244 Технические науки и технологии; № 2(12) (2018): Технические науки и технологии; 236-244 |
| Publisher Information: | Національний університет «Чернігівська політехніка», 2018. |
| Publication Year: | 2018 |
| Subject Terms: | sorption, phosphorylation, метиленовий синій, 0211 other engineering and technologies, фосфорилирование, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, static exchange capacity, 12. Responsible consumption, статическая обменная емкость, метиленовый синий, фосфорилювання, 13. Climate action, рівняння регресії, regression equation, 0103 physical sciences, сорбція, methylene blue, сорбция, уравнение регрессии, статична обмінна ємність |
| Description: | Актуальность темы исследования. Проблема загрязнения водных объектов актуальна для всех регионов Украины. Поэтому приоритетным направлением является использование “зеленых технологий” для обеспечения экологизации производств.Постановка проблемы. На сегодняшний день не существует эффективных способов переработки твердых растительных отходов, поэтому необходимо разработать новые эффективные способы их утилизации.Анализ последних исследований и публикаций. Были рассмотрены последние публикации в открытом доступе, включая использование в качестве сорбентов различных растительных материалов в необработанном состоянии.Выделение неисследованных частей общей проблемы. Фосфорилирование растительных отходов в условиях низких температур для обеспечения высокой сорбционной емкости.Постановка задачи. Разработка способа химического модифицирования скорлуп грецких орехов разного фракционного состава с использованием ортофосфорной кислоты.Изложение основного материала. Разработан способ получения фосфорилированных лигноцеллюлозных сорбентов из отходов агропромышленного комплекса, а именно измельченных скорлуп грецких орехов. Определено содержание основных компонентов в исходном сырье и его сорбционные свойства в зависимости от фракционного состава. Показано, что уменьшение фракционного состава растительного материала оказывает положительное влияние на его поглощающую способность. Исследовано влияние условий химического модифицирования, а именно концентрации ортофосфорной кислоты и продолжительности обработки, на выход фосфорилированного лигноцеллюлозного продукта, его сорбционную способность по метиленовому синему и статическую обменную емкость 0,1 Н NaOH. Показано, что увеличение количества неорганической кислоты при продолжительности процесса модифицирования 60 мин приводит к уменьшению выхода продукта на 10–20 %. Максимальное увеличение статической обменной емкости наблюдается при повышении продолжительности обработки до 120 мин. Эффективность извлечения метиленового синего из водного раствора повышается до 42 % с увеличением продолжительности процесса фосфорилирования до 180 мин.Выводы в соответствии со статьей. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс получения сорбентов, установлены оптимальные параметры, которые обеспечивают получение конечных продуктов с высокими сорбционными характеристиками (эффективность извлечения метиленового синего из водного раствора и статическая обменная емкость по Na+ составляют 35 % и 1,7 мг-экв/г, соответственно) при высоком выходе (80 %). Urgency of the research. The problem of water objects pollution is relevant for all regions of Ukraine. Therefore, the priority direction is the attraction of "green technologies" to ensure the ecology of production.Target setting. Nowadays, there are no effective ways of processing solid plant wastes, so new effective ways to dispose them must be developed.Actual scientific researches and issues analysis. The latest publications in the open access were considered, including the use as raw materials of various plant materials in the untreated state.Uninvestigated parts of general matters defining. Phosphorylation of vegetal wastes under low temperatures to ensure high sorption capacity.The research objective. Development of the method of chemical modification of walnuts shells of different fractional composition using orthophosphate acid.The statement of basic materials. A method for obtaining phosphorylated lignocellulosic sorbents from waste of the agro-industrial complex, namely, crashed walnuts shells, was developed. The content of the main components in the raw material and its sorption properties, depending on the fraction composition, were determined. It was shown that the reduction of the fractional composition of the plant material has a positive effect on its absorption capacity. The influence of the conditions of chemical modification, namely the concentration of orthophosphatic acid and processing time, on the yield of phosphorylated lignocellulose product, its sorption ability in relation with methylene blue and static exchange capacity for 0.1 N NaOH was investigated. It was shown that an increase in the amount of inorganic acid within a 60 minute modification process leads to a 10-20 % reduction in the yield of the product. The maximum increase in static exchange capacity is observed with an increase in processing time of up to 120 minutes. The efficiency of methylene blue removal from aqueous solution rises to 42 % with an increase in the duration of the phosphorylation process up to 180 minutes.Conclusions. The regression equations that adequately describe the process of obtaining sorbents were obtained, and optimal parameters that provide final products with high sorption characteristics (the efficiency of methylene blue removal from aqueous solution and the static exchange capacity for Na + are 35 % and 1.7 mg-eqv/g, respectively) at high yield (80 %) were established. Актуальність теми дослідження. Проблема забруднення водних об’єктів актуальна для всіх регіонів України. Тому пріоритетним напрямком є залучення «зелених технологій» для забезпечення екологізації виробництв.Постановка проблеми. На сьогоднішній день не існує ефективних способів переробки твердих рослинних відходів, тому необхідно розробити нові ефективні способи їх утилізації.Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, включаючи використання як сорбентів різних рослинних матеріалів у необробленому стані.Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Фосфорилювання рослинних відходів в умовах невисоких температур для забезпечення високої сорбційної ємності.Постановка завдання. Розробка способу хімічного модифікування шкаралуп волоських горіхів різного фракційного складу з використанням ортофосфатної кислоти.Виклад основного матеріалу. Розроблено спосіб одержання осфорильованих лігноцелюлозних сорбентів із відходів агропромислового комплексу, а саме подрібнених шкаралуп волоських горіхів. Визначено вміст основних компонентів у вихідній сировині та її сорбційні властивості залежно від фракційного складу. Показано, що зменшення фракційного складу рослинного матеріалу має позитивний вплив на його поглинальну здатність. Досліджено вплив умов хімічного модифікування, а саме концентрації ортофосфатної кислоти та тривалості обробки, на вихід фосфорильованого лігноцелюлозного продукту, його сорбційну здатність щодо метиленового синього та статичну обмінну ємність за 0,1 Н NaOH. Показано, що збільшення кількості неорганічної кислоти при тривалості процесу модифікування 60 хв призводить до зменшення виходу продукту на 10–20 %. Максимальне збільшення статичної обмінної ємності спостерігається при підвищенні тривалості обробки до 120 хв. Ефективність вилучення метиленового синього з водного розчину підвищується до 42 % зі збільшенням тривалості процесу фосфорилювання до 180 хв.Висновки відповідно до статті. Одержано рівняння регресії, що адекватно описують процес одержання сорбентів, встановлено оптимальні параметри, які забезпечують одержання кінцевих продуктів із високими сорбційними характеристиками (ефективність вилучення метиленового синього з водного розчину та статична обмінна ємність за Nа+ складають 35 % та 1,7 мг-екв/г, відповідно) при високому виході (80 %). |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Ukrainian |
| ISSN: | 2411-5363 2519-4569 |
| Access URL: | http://tst.stu.cn.ua/article/view/143049 |
| Rights: | CC BY NC |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..c6bf7e5f3917fa63c0a10cded72eba5c |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 24115363 25194569 |
|---|