Биошикізат негізіндегі кеуекті көміртекті сорбциялық материалдар алу және физика-химиялық қасиеттерін зерттеу
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc24(1)35-46Кілт сөздер:
кеуекті құрылым, белсендірілген көмір, химиялық белсендіру, сорбция, биошикізатАңдатпа
Жұмыста ауыл шаруашылығының лигноцеллюлоза қалдықтары негізінде жоғары тиімді кеуекті көміртекті сорбциялық материалдарды алу тәсілі әзірленді және олардың физика-химиялық қасиеттеріне кешенді бағалау жүргізілді. Бастапқы шикізат ретінде күріш қабығы (КҚ), жаңғақ қабығы (ЖҚ), бидай сабаны (БС) және қарағай үгіндісі (ҚҮ) қолданылады. Алынған карбонизаттар белсендіруші агент пен көміртегі матрицасының әртүрлі массалық қатынастарында калий гидроксидімен химиялық белсендіруден өтті. Сорбенттердің беттік-химиялық белсенділігін арттыру KOH көмегімен жүзеге асырылды. Синтезделген материалдардың беткі морфологиясы мен элементтік құрамы сканерлеуші электронды микроскопия және энергия дисперсиясын талдау әдістерімен, ал функционалдық топтар Фурье түрлендіретін инфрақызыл спектроскопияны (FTIR) қолдану арқылы зерттелді. Белсендіру дәрежесінің жоғарылауы микро, мезо және макропоралардың пайда болуымен иерархиялық кеуекті құрылымның дамуына, сондай-ақ көміртегі материалдарының бетіндегі оттегі мен азот бар функционалды топтардың көбеюіне әкелетіні анықталды. Ең үлкен микрокеуектілікке KOH:көміртегі 1:4 массалық қатынасында қол жеткізілді. Қалыптасқан функционалды құрылым әртүрлі табиғаттағы улы ластаушы заттарға қатысты материалдардың сорбциялық қабілетін арттыруға ықпал етеді. Нәтижелер синтезделген көміртекті сорбенттерді ауа мен су ортасын тазарту үшін экологиялық қауіпсіз және экономикалық тұрғыдан тиімді материалдар ретінде пайдалану белсенділігін растайды.
Әдебиеттер тізімі
(1) S. Tunay, R. Koklu, M. Imamoglu. Highly Efficient and Environmentally Friendly Walnut Shell Carbon for the Removal of Ciprofloxacin, Diclofenac, and Sulfamethoxazole from Aqueous Solutions and Real Wastewater. Processes 12 (2024) 2766. Crossref
(2) D.Y. Dvoryankin, M.E. Safonova, I.A. Klepalova, I.G. Pervova. Carbon-based sorbents from wood and plant waste. Forests of Russia and their management 1 (88) (2024). (In Russ.). URL
(3) Ye.O. Doszhanov, A.N. Sabitov, K.A. Saurykova, Z.A. Mansurov, O.M. Doszhanov, et al. Production and optimization of activated carbon from plant waste with high specific surface area for moisture-saving applications in agriculture. Combustion and Plasma Chemistry 22 (2024) 159-167. Crossref
(4) V.S. Chirkova, N.A. Sobgayda, F.A. Rzazade. Adsorbents based on agro-industrial waste for wastewater treatment. Bulletin of Kazan Technological University 20 (2015). (In Russ.). URL
(5) J. Wang and S. Wang. Preparation, modification and environmental application of biochar: A review. Journal of Cleaner Production 227 (2020). Crossref
(6) N. Ahmadi, Y. Doszhanov, A. Kerimkulova, M. Zahid, K. Saurykova, et al. The Adsorption Capacity of Activated Carbon Made from Walnut Shells: Composition, Properties and Environmental Applications. Preprints (2025) 2025031090. Crossref
(7) A. Bumadzhdad, M.J. Hossein Khan, J.P. Lukashevich. Nitrogen-enriched activated carbon derived from plant biomasses: a review on reaction mechanism and applications in wastewater treatment. Frontiers in Materials 10 (2023) 1218028. Crossref
(8) A. Merkel, A. Satayeva, F. Cannon, K. Howell, S. Meikle, et al. Characterisation of Activated Carbons Obtained from Rice Husk. Eurasian Chemico-Technological Journal 18 (4) (2016) 299-304. Crossref
(9) V. Thakur, E. Sharma, A. Guleria, S. Sangar, K. Singh. Modification and management of lignocellulosic waste as an ecofriendly biosorbent for the application of heavy metal ions sorption. Materials Today: Proceedings 32 (4) (2020) 608-619. Crossref
(10) R. Xie, H. Wang, Y. Chen, W. Jiang. Walnut shell-based activated carbon with excellent copper (II) adsorption and lower chromium (VI) removal prepared by acid-base modification. Environmental Progress & Sustainable Energy 32 (3) (2013) 688-696. Crossref
(11) I.P. Ivanov and E.V. Veprikova. Effect of synthesis conditions on the structure and sorption properties of activated carbons from pine bark. Chemistry of plant materials 3 (2024). (In Russ.). URL
(12) O. Tursunov, K. Mukhamedov, A. Ismailov. Preparation and application of rice husk-based sorbents for wastewater purification. Environmental Research and Technology 5 (2) (2022) 45-52.
(13) Y. Zeng, Y. Lin, M. Ma, H. Chen. A Review on the Removal of Heavy Metals from Water by Phosphorus-Enriched Biochar. Minerals 14 (2024) 61. Crossref
(14) X. Zhang, B. Gao, Y. Zheng, X. Hu, A.E. Creamer, et al. Biochar for volatile organic compound (VOC) removal: Sorption performance and governing mechanisms. Bioresource Technology 245 (2017) 606-614. Crossref
(15) K.K. Kudaybergenov, E.K. Ongarbayev, Z.A. Mansurov, M.I. Tulepov. The study of microstructures of the rice husk and apricot stone for wastewater treatment. International Journal of Biology and Chemistry 6 (2) (2013) 35-39. (In Russ.). URL
(16) G. Enaime and M. Lübken. Agricultural Waste-Based Biochar for Agronomic Applications. Applied Sciences 11 (2021) 8914. Crossref
(17) Y. Doszhanov, M. Atamanov, J. Jandosov, K. Saurykova, Zh. Bassygarayev, et al. Preparation of Granular Organic Iodine and Selenium Complex Fertilizer Based on Biochar for Biofortification of Parsley. Scientifica (2024) 6601899, 1-14. Crossref
(18) Y. Shen. Rice Husk-Derived Activated Carbons for Adsorption of Phenolic Compounds in Water. Global Challenges 2 (12) (2018) 1800043. Crossref
(19) V.V. Korobochkin, M.H. Nguyen, N.V. Usoltseva, V.T. Nguyen. Production of activated carbon by pyrolysis of rice husk of Vietnam. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering 328 (5) (2017) 6-15. URL
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 А.Р. Керимкулова, Е.Ж. Ермолданов, Н.М. Асанбек, М.К. Атаманов, А.Н. Жумагалиева, Г.Р. Нысанбаева, Т.С. Атаманова, А.Н. Сабитов, Е.О. Досжанов, Ж.М. Жандосов
Бұл жұмыс Creative Commons атрибуты бойынша лицензияланған. 4.0 Халықаралық лицензия.
Дәйексөзді қалай келтіруге болады
