Д. Е. СМАЛЬЧЕНКО, Е. Н. ТИТОВ, О. Е. ЛЕБЕДЕВА
Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ «БелГУ»), ул. Победы, 85, Белгород, 308015, Российская Федерация
Резюме. Разработка новых сорбционных материалов на основе отходов агропромышленного комплекса относится к активно развивающимся научным направлением. Исследование проводили с целью получения сорбционных материалов из отходов переработки подсолнечника масличного (Helianthus annuus L.) – пустых корзинок – путем химической активации исходного сырья растворами азотной, серной, соляной и ортофосфорной кислот в концентрациях 1 М, 3 М и 10 М с последующей термической обработкой в герметичных реакторах (карбонизацией) в интервале температур 200…650 °С. Выбранный способ переработки позволяет получать материалы с высокой сорбционной способностью. Закономерности воздействия на сырье всех изученных кислот однотипны. Содержание общей и водорастворимой золы в сорбционных материалах росло по мере повышения температуры карбонизации. Причем эта тенденция сохранялась при варьировании концентрации кислоты-модификатора в диапазоне от 1 до 10 М. Насыпная плотность сорбционных материалов при увеличении температуры карбонизации с 200 до 650 °С возрастала в 1,5 раза. Текстура материалов зависела от температуры карбонизации – при 350…500 °С наблюдалось развитие внутренних полостей исходного сырья, при 650 °С происходило разрушение ячеистой структуры растительного каркаса. Отмечена тенденция увеличения рН водной вытяжки по мере роста концентрации активатора и температуры карбонизации. Оценку сорбционной способности материалов проводили с использованием в качестве сорбатов метиленового синего и бензола. Все полученные образцы обладали развитой поверхностью (от 11 до 110 м2/г по метиленовому синему, 306…1000 м2/г по бензолу) и пористой структурой, обеспечивающей протекание адсорбции в смешаннодиффузионном режиме. Адсорбция метиленового синего была описана с помощью наиболее распространенных моделей (Генри, Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина-Астахова, Дубинина-Радушкевича). Наиболее адекватной оказалась модель Дубинина-Астахова.
Ключевые слова: подсолнечник (Helianthus annuus L.), сорбент, уголь, переработка, карбонизация, отходы АПК, насыпная плотность, кислотность, адсорбция.
Сведения об авторах: Д. Е. Смальченко, ассистент (е-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.); Е. Н. Титов, аспирант; О. Е. Лебедева, доктор химических наук, профессор.
Для цитирования: Смальченко Д. Е., Титов Е. Н., Лебедева О. Е. Получение и исследование углеродных сорбентов из отходов подсолнечника масличного // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 8. С. 46–50. doi: 10.53859/02352451_2021_35_8_46.