Современные методы анализа и средства измерения сорбционных свойств магнитосорбентов


https://doi.org/10.20915/2077-1177-2017-13-1-43-55

Полный текст:


Аннотация

Введение. В настоящей статье представлены исследования в области получения новых сорбционных материалов, обладающих магнитными свойствами, для очистки воды от тяжелых металлов (ТМ), нефти и нефтепродуктов (НП). Композиционный сорбционный материал (КСМ) изготавливали с использованием ферритизированного гальваношлама (ФГШ) в качестве магнитного компонента и парафина как связующего вещества. Материалы и методы. В работе были выбраны следующие объекты исследования: промышленный отход -гальванический шлам (ГШ), ФГШ и ферритизированный гальваношлам после термической обработки (ФГШтерм), парафин. При выполнении работы использовались следующие современные методы исследования: фотометрия, ИК-спектрофотометрия, сканирующая электронная микроскопия. Получение точных и достоверных результатов эксперимента обеспечивалось за счет применения стандартных методик, установленных в природоохранных нормативных документах федерального уровня (ПНД Ф), поверенных средств измерений и стандартных образцов (СО). Результаты исследования. Установлено, что ФГШтерм. обладает сорбционными свойствами по отношению к ионам Fe2+, Fe3+ и Cu2+. Материал КСМ отличается способностью к сорбции нефти и НП. Обсуждение и заключение. В результате исследования получены и изучены сорбционные материалы на основе промышленных отходов - ГШ. Наличие магнитных свойств разрабатываемых сорбентов предполагает магнитоуправляемое проведение процесса сорбции с возможностью извлечения насыщенного сорбента из очищаемой среды магнитной сепарацией.

Об авторах

И. В. Долбня
Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (ЭТИ (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Россия


Е. А. Татаринцева
Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (ЭТИ (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Россия


К. В. Козьмич
Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (ЭТИ (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Россия


М. В. Комиссаренко
Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (ЭТИ (филиал) СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Россия


А. М. Захаревич
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ имени Н.Г. Чернышевского)
Россия


Список литературы

1. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. Л.: Химия, 1982. 168 с.

2. Бузаева М.В. Обезвреживание производственных сточных вод очисткой от нефтепродуктов и тяжелых металлов с использованием природных сорбентов и комплексонов: дис. … д-ра хим. наук. Ульяновск, 2011. 292 с.

3. Композиционные сорбенты на основе оксидов железа для извлечения углеводородов из водных сред / Ю.К. Рубанов [и др.] // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-18. С. 1692-1697.

4. Кудайбергенов К.К. Разработка и изучение карбонизованных сорбентов для очистки воды от нефтяных загрязнений: дис. … канд. фил. наук. Алматы, 2012. 101 с.

5. Технический справочник по обработке воды / М.И. Алексеев [и др.]. В 2 т. Т.1. Пер. с фр. СПб.: Новый журнал, 2007. 650 с.

6. Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Криштул В.П. Методы доочистки сточных вод. М.: Стройиздат, 1978. 160 с.

7. Коурова Н.В., Кузьмин А.Г., Лукашев Р.В. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов магнитными сорбентами [Электронный ресурс] // Современные научные исследования и инновации: Электронный науч.-практич. журн. 2015. № 1. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/42128 (дата обращения: 26.09.2016).

8. Магнитные сорбенты на основе наночастиц оксидов железа для выделения и концентрирования органических соединений / В.В. Толмачева [и др.] // Журнал аналитической химии. 2016. Т. 71. № 4. С. 339-356. DOI: 10.7868/S0044450216040071.

9. Magnetic nanocomposites for environmental remediation / Jiahua Zhu et al. // Advanced Powder Technology. 2013. Vol. 24. Pp. 459-467.

10. Aysha ali ahribesh synthesis, characterization and application of magnetic adsorbents based on sepiolite and zeolite: Doctoral Dissertation. Belgrade, 2016. 178 p.

11. Способ получения сорбента с магнитными свойствами для сбора нефтепродуктов с водной поверхности: пат. 2518586 РФ; заявл. 10.10.2012; опубл. 10.06.2014, Бюл. № 16. URL: www1.fips.ru.

12. Магнитный композиционный сорбент: пат. 2547496 РФ; заявл. 10.07.2012; опубл. 10.04.2015, Бюл. № 10. URL: www1.fips.ru.

13. Porous magnetic sorbent: patent US2013284968 A1 The United States; PCT Filed: 21.06.2011; Pub. Date: 31.10.2013 // espacenet.com.

14. Treatment of complex heavy metal wastewater using a multi-staged ferrite process / Y.-J. Tu et al. // Journal of Hazardous Materials. 2012. Vol. 209-210. Pp. 379-384.

15. Pritosiwi Gumelar Removal of metal ions from synthetic and galvanic wastewater by their incorporation into ferrites: Doktor-Ingenieurin genehmigte Dissertation. Jakarta, 2012. 194 p.

16. Heuss-Aßbichler S., Huber A.L., John M. Recovery of heavy metals from industrial wastewater - is it worth it? // Fifth International Conference on Industrial & Hazardous Waste Management: Proceedings CRETE 2016 (Chania - Crete - Greece, 27-30 September 2016). 2016. 10 p.

17. Heuss-Aßbichler S., John M., Huber A.L. A new procedure for recovering heavy metals in industrial wastewater // WIT Transactions on Ecology and The Environment. 2016. Vol. 202. Pp. 85-96. DOI: 10.2495/WM160091.

18. Removal of heavy metals by the ferrite process / X. Song et al. // Conference on Environmental Pollution and Public Health. 2010. Pp. 1030-1032.

19. Harikishore Kumar Redd D., Yeoung-Sang Yun Spinel ferrite magnetic adsorbents: Alternative future materials for water purification? // Coordination Chemistry Reviews. 2016. Vol. 315. Pp. 90-111.

20. ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений. М., 2011. 20 с.

21. Об обеспечении единства измерений: федер. закон Рос. Федерации от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ: принят Гос. Думой Федер. Собрания Рос. Федерации 11 июня 2008 г.: одобрен Советом Федерации Федер. Собр. Рос. Федерации 18 июня 2008 г. // Рос. газета. 2008. 2 июля.

22. ГОСТ Р 8.753-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы материалов (веществ). Основные положения. М., 2013. 19 с.

23. ГОСТ Р 8.871-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы предприятий и отраслей. Общие требования. М., 2015. 15 с.

24. Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы) // Астраханский вестник экологического образования. 2013. № 1 (23). С. 182-192.

25. ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. М., 2007. 7 с.

26. ПНД Ф 14.1:2.46-96 Методика измерений массовой концентрации никеля в природных и сточных водах фотометрическим методом с диметилглиоксимом. М., 2013. 21 с.

27. ПНД Ф 14.1:2:4.50-96 Методика измерений массовой концентрации общего железа в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой. М., 2011. 22 с.

28. ПНД Ф 14.1:2.195-2003 (ФР.1.31.2007.03804) Методика измерений массовой концентрации ионов цинка в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфарсазеном. М., 2012. 18 с.

29. ПНД Ф 14.1:2:4.48-96 Методика измерений массовой концентрации ионов меди в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца. М., 2011. 22 с.

30. ПНД Ф 14.1:2:4.52-96 Методика измерений массовой концентрации ионов хрома в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дифенилкарбазидом. М., 2016. 22 с.

31. ПНД Ф 14.1:2.61-96 Методика измерений массовой концентрации марганца в природных и сточных водах фотометрическим методом с персульфатом аммония. М., 2013. 18 с.

32. ПНД Ф 14.1.272-2012 Методика измерений массовой концентрации нефтепродуктов в сточных водах методом ИК-спектрофотометрии с применением концентратомеров серии КН. М., 2017. 24 с.

33. Алесковский В.Б., Бардин В.В., Бойчинова Е.С. Физико-химические методы анализа. Л.: Химия, 1988. 376 с.

34. Паспорт. Руководство по эксплуатации. Спектрофотометр ПромЭкоЛаб ПЭ-5300/PromEcoLab PE-5300V ООО «ПромЭкоЛаб».

35. ГОСТ 4212-76 Реактивы. Методы приготовления растворов для колориметрического и нефелометрического анализа. М., 2008. 22 с.

36. ГОСТ 6709-72 Межгосударственный стандарт. Вода дистиллированная. Технические условия. М., 2010. 12 с.

37. ИШВЖ.011 РЭ Руководство по эксплуатации. Концентратомер КН-3.

38. Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия ФГБУ «ФЦАО» [Электронный ресурс] // Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия, Росприроднадзор [сайт]. URL: http://fcao.ru/metodiki-kkha.html (дата обращения: 18.03.2017).

39. СанПиН 2.1.4.1074-2001 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

40. Флорес Ариас М.М. Разработка сорбента с магнитными свойствами на основе оксидов железа и отходов металлургического производства для ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов: дис. … канд. техн. наук. Белгород, 2012. 141 с.

41. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. М.: Советская энциклопедия, 1992. Т. 3. С. 446, 207. 639 с.

42. Smirnov A.D. Sorption purification of water. Leningrad, Himija Publ., 1982, 168 p. (In Russ.)

43. Buzaeva M.V. Neutralization of production wastewater by purification from petroleum products and heavy metals with the use of natural sorbents and complexones. Dr. Chem. sci. diss. Ul'janovsk, 2011, 292 p. (In Russ.)

44. Rubanov Ju.K., Tokach Ju.E., Ivanov A.S., Arkatova I.I. Composite sorbents based on iron oxides to extract hydrocarbons from aqueous media. Fundamental'nye issledovanija = Fundamental research, 2014, no. 11-8, pp. 1692-1697. (In Russ.)

45. Kudajbergenov K.K. Development and study of carbonized sorbents for water purification from petroleum pollution. Phd. Phil. sci. diss. Almaty, 2012, 101 p. (In Russ.)

46. Andriamirado L., Alekseev M.I. Technical directory for water treatment. St. Petersburg, Novyj zhurnal Publ., 2007, 650 p. (In Russ.)

47. Lukinyh N.A., Lipman B.L., Krishtul V.P. Methods of wastewater post-treatment. Moscow, Strojizdat Publ., 1978, 160 p. (In Russ.)

48. Kourova N.V., Kuzmin A.G., Lukashev R.V. Wastewater treatment of heavy metal ions by magnetic sorbents. Electronic scientific and practical journal “Modern scientific researches and innovations”. 2015. № 1 [online]. Available at: URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/42128 [accessed 26 September 2016]. (In Russ.)

49. Tolmacheva V.V., Apjari V.V., Kochuk E.V., Dmitrienko S.G. Magnetic sorbents on a basis of nanoparticles of iron oxides for liberation and concentration of organic compounds. Journal of analytical chemistry, 2016, V. 71, № 4. pp. 339-356. DOI: 10.7868/S0044450216040071 (In Russ.)

50. Zhu J. et al. Magnetic nanocomposites for environmental remediation Advanced Powder Technology. 2013. Vol. 24. Pp. 459-467.

51. Aysha ali ahribesh synthesis, characterization and application of magnetic adsorbents based on sepiolite and zeolite: Doctoral Dissertation. Belgrade, 2016. 178 p.

52. Niftaliev S.I. et al. The way of obtaining of a sorbent with magnetic properties for a collection of petroleum products from water surface. Patent RF, no. 2518586, 2014 (in Russ.)

53. Kydralieva K.A. et al. Magnetic compositional sorbent. Patent RF, no. 2547496, 2015 (In Russ.)

54. Porous magnetic sorbent: patent US2013284968 A1 The United States; PCT Filed: 21.06.2011; Pub. Date: 31.10.2013. Available at: espacenet.com

55. Y.-J. Tu et al. Treatment of complex heavy metal wastewater using a multi-staged ferrite process. Journal of Hazardous Materials. 2012. Vol. 209-210. Pp. 379-384.

56. Pritosiwi Gumelar Removal of metal ions from synthetic and galvanic wastewater by their incorporation into ferrites: Doktor-Ingenieurin genehmigte Dissertation. Jakarta, 2012. 194 p.

57. Heuss-Aßbichler S., Huber A.L., John M. Recovery of heavy metals from industrial wastewater - is it worth it? Fifth International Conference on Industrial & Hazardous Waste Management: Proceedings CRETE 2016. Chania - Crete - Greece, 27-30 September 2016. 10 p.

58. Heuss-Aßbichler S., John M., Huber A.L. A new procedure for recovering heavy metals in industrial wastewater. WIT Transactions on Ecology and The Environment. 2016. Vol. 202. Pp. 85-96. DOI: 10.2495/WM160091.

59. Song X. et al. Removal of heavy metals by the ferrite process. Conference on Environmental Pollution and Public Health. 2010. Pp. 1030-2.

60. Harikishore Kumar Redd D., Yeoung-Sang Yun Spinel ferrite magnetic adsorbents: Alternative future materials for water purification? Coordination Chemistry Reviews. 2016. Vol. 315. Pp. 90-111.

61. GOST R 8.563-2009 State Standard 8.563-2009 State system for ensuring the uniformity of measurements. Procedures of measurements. Moscow, Standartinform Publ., 2009. 20 p. (In Russ.)

62. Federal law “On ensuring the uniformity of measurements” No FZ-102 of 26/06/2008. Moscow. (In Russ.)

63. GOST R 8.753-2011. State system for ensuring the uniformity of measurements. Reference materials of materials (substances). Basic principles. Moscow, Standartinform Publ., 2013. 19 p. (In Russ.)

64. GOST R 8.871-2014 State system for ensuring the uniformity of measurements. In house reference materials, reference materials of the branches. The general requirements. Moscow, Standartinform Publ., 2015. 15 p. (In Russ.)

65. Teplaja G.A. Heavy metals as a factor of environmental contamination (literature review). Astrahanskij vestnik jekologicheskogo obrazovanija = Astrakhan herald of ecological education, 2013, no.1 (23), pp. 182-192 (In Russ.)

66. GOST 12.1.007-76 Occupational safety standards system. Noxious substances. Classification and general safety requirements. Moscow, Standartinform Publ., 2007, 7 p. (In Russ.)

67. PND F 14.1:2.46-96 Method of measurements of nickel mass concentration in natural water and wastewater by photometric method with dimethylglyoxime. Moscow, 2013, 21 p. (In Russ.)

68. PND F 14.1:2:4.50-96 Method of measurements of total iron mass concentration in drinking water, surface water and wastewater by photometric method with sulfosalicylic acid. Moscow, 2011, 22 p. (In Russ.)

69. PND F 14.1:2.195-2003 (FR.1.31.2007.03804) Method of measurements of zinc ions mass concentration in natural water and wastewater by photometric method with sulpharsazene. Moscow, 2012, 18 p. (In Russ.)

70. PND F 14.1:2:4.48-96 Method of measurements of copper ions mass concentration in drinking water, surface water and wastewater by photometric method with lead diethyldithiocarbamate. Moscow, 2011, 22 p. (In Russ.)

71. PND F 14.1:2:4.52-96 Method of measurements of chromium ions mass concentration in drinking water, surface water and wastewater by photometric method with diphenylcarbazide. Moscow, 2016, 22 p. (In Russ.).

72. PND F 14.1:2.61-96 Method of measurements of manganese mass concentration in natural water and wastewater by photometric method with ammonium persulphate. Moscow, 2013, 18 p. (In Russ.)

73. PND F 14.1.272-2012 Method of measurements of petroleum products mass concentration in wastewater by the method of IR spectrophotometry with the application of KN series concentrators. Moscow, 2017, 24 p. (In Russ.)

74. Aleskovskij V.B., Bardin V.V., Bojchinova E.S. Physico-chemical methods of analysis. Leningrad: Himija Publ., 1988, 376 p. (In Russ.)

75. Passport. Manual. Spectrophotometer PromEcoLab PE-5300V “PromEcoLab”. (In Russ.)

76. GOST 4212-76 Reagents. Methods for preparation of solutions for colorimetric and nephelometric analysis. Moscow, Standartinform Publ., 2008. 22 p. (In Russ.)

77. GOST 6709-72 Distilled water. Specifications. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 12 p. (In Russ.)

78. ISHVZH.011 RE Manual. Concentration meter KN-3. (In Russ.).

79. Federal center of analysis and evaluation of the technogenic impact] (2017). Available at: http://fcao.ru/metodiki-kkha.html [accessed 18 march 2017]

80. SanPiN 2.1.4.1074-2001 Drinking water. Hygienic requirements to quality of water of centralized drinking water supply systems. Quality control. (In Russ.)

81. Flores Arias M.M. Development of the sorbent with magnetic properties on the basis of iron oxides and waste of the metallurgical production for the liquidation of emergency petroleum spills. Ph.D. Techn. sci. diss. Belgorod, 2012, 141 p. (In Russ.)

82. Knunjanc I.L. et al. Chemical encyclopedia. Moscow, Sovetskaja jenciklopedija Publ., 1992, 639 p. (In Russ.)


Дополнительные файлы

Для цитирования: Долбня И.В., Татаринцева Е.А., Козьмич К.В., Комиссаренко М.В., Захаревич А.М. Современные методы анализа и средства измерения сорбционных свойств магнитосорбентов. Стандартные образцы. 2017;13(1):43-55. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2017-13-1-43-55

For citation: Dolbnya I.V., Tatarintseva E.A., Kozmich K.V., Komissarenko M.V., Zakharevich A.M. Modern methods of analysis and instruments measuring sorption properties of magnetic sorbents. Reference materials. 2017;13(1):43-55. (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2077-1177-2017-13-1-43-55

Просмотров: 210

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2077-1177 (Print)