Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов




Скачать 57.99 Kb.
НазваниеИсследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов
Дата06.09.2012
Размер57.99 Kb.
ТипИсследование
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИГНИНА И ПРОДУКТОВ НА ЕГО ОСНОВЕ В КАЧЕСТВЕ СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


Метелева Д.С., Хитрин К.С. , Хитрин С.В., Казиенков С.А., Фукс С.Л

Вятский государственный университет, г. Киров


В настоящее время наметились два перспективных пути переработки лигнина (Л). Это использование природных свойств Л и использование продуктов на его основе после модификации без глубокой деструкции.

Наиболее быстро развивающимся направлением использования гидролизного Л (ГЛ) является получение из него сорбентов[1-4,6,10]. Получение сорбционных материалов различного назначения с широкими возможностями на основе такого массового источника сырья особенно важно для снижения вреда от существующих загрязнений [7,8]. Эти и другие [5,9] наметившиеся пути использования ГЛ вызывают необходимость отслеживания достоверных данных по его происхождению и составу и вытекающих из этого возможных методах активации.

Зольность ГЛ отечественных заводов составляет 1,7-5,1%, кислотность (в пересчете на H2SO4) 0,5 – 1,1%, содержание растворенных веществ 2,7-6,5%, содержание веществ, экстрагированных спирто-бензойной смесью 3,6-17,9% легкогидролизуемых полисахоридов 0,5-1,5%, трудногидролизуемых полисахаридов 4,9-31,7% (содержание трудногидролизуемых полисахаридов, определяется, в основном, глубиной гидролиза), собственно Л 48,3-87,5%. При этом содержание экстрагируемых веществ в ГЛ заводов Европейской части и Урала не превышает 11,4% [9]. Сибирские заводы, наряду с другими хвойными породами перерабатывает также лиственницу, содержащую до 20% легкогидролизуемого полисахарида – арабогалактана, который при гидролизе распадается до гуминовых веществ, конденсирующихся с Л.

Как видно, ГЛ различных заводов не отличаются постоянством состава и содержат до 75% собственно Л. Это определяется в основном породой исходной древесины, условиями ее роста, транспортировки, хранения, методом и режимом переработки. Для оптимизации использования ГЛ возможно применение метода ИК-Фурье-спекстроскопии [11].

Для изучения возможностей использования отходов Л Кировского Биохимического завода в качестве сорбентов нами были проведены исследования сорбционных свойств кислого ГЛ , полифепана (ПФ -продукта щелочной варки ГЛ) и карбоксиметилированного ГЛ (КГЛ) при очистке воды, загрязненной как неорганическими, так и органическими примесями химических производств в динамических и статических условиях.

Сорбционная способность ГЛ, ПФ и КГЛ по предложенной методике с учетом их влажности (ГЛ – 62,6%, ПФ – 55,7%, КГЛ – 60,5%) в статическом и динамическом режиме (перемешивание 1 час с метиленовым синим (МС)) приведены на рис. 1.

Видно, что количество поглощенного метиленового синего (МС) растет в представленном ряду сорбентов. Таким образом, для эффективного поглощения органических веществ из стоков можно рекомендовать использовать КГЛ.


ðèñóíîê 1

Рис.1. Сорбционная способность в статическом и динамическом режимах

ðèñóíîê 2


Было проведено изучение поглотительных способностей ГЛ и ПФ и КГЛ при очистке вод, загрязненных F-, стоков Кирово-Чепецкого Химкомбината.

На рис. 2 приведены данные анализа на F+ после очистки различными сорбентами:


ðèñóíîê 3

Рис. 2. Данные анализа на F- после перемешивания

ðèñóíîê 4


Из полученных данных видно, что сорбция F- из стоков, содержащих органические соединения, увеличивается в ряду ГЛ, ПФ, КГЛ.

В то же время индивидуальное использование ГЛ либо продуктов его активации – ПФ и КГЛ не дает возможности очистить воду от F- (до ПДК). Надежный эффект достигается при использовании сочетания реагентного метода под действием Cа(OH)2 и сорбентов. Образующиеся после такой очистки фторид кальция является сырьем для получении фтора.

В табл. 1 приведены сорбционные характеристики ГЛ, ПФ и других наиболее эффективных сорбентов по отношению к основным сорбатов: тяжелым (Pb2+) и другим наиболее распространенным металлам (Mg2+ ), органическим красителям (МС, метиленовый оранжевый, конго красный), белкам и бактериям.


Таблица 1

Сорбционные характеристики ГЛ, ПФ и других энтеросорбентов

№1Аналоги существующие на рынке2345

СорбентГЛПФ ЭнтероселикогельПолисорб МПСмекта

СорбтивМС, мг/гМетиленовый оранжевый мкмоль/гКонго красный, мкмоль/г94,06,413,4139,615,814,50,24118,57,210,1109,317,223,571,911,012,2404,50,810,9103,36,611,1294,17,011,6286,111,713,1231,98,058,90,26

Из представленных данных видно, что ГЛ и ПФ лучше других по сорбции бактерий и уступает минеральному энтеросорбенту «Смекта» лишь по поглощению МС и желатина. В ряде случаев ГЛ обладает эффективнм обеззараживаюшим действием.

Показано, что обеспечению стабильности качества сорбента может способствовать дозированное в зависимости от исходных параметров ГЛ карбоксиметилирование [1].

В ходе работы были выявлены оптимальные требования к исходному древесному сырью для получения ГЛ: содержание в исходной смеси лиственных пород не более 20%; режим гидролиза: концентрация H2SO4 0,8%, гидромодуль 10, при продолжительности нагрева после достижения температуры 180° 80-90 минут.

На конечное качество сорбента кроме того влияют:

- просеивание и отмывка (достижение содержания Л ≥ 80%)

- измельчение (достижение размера 80% частиц Л <0,1мм)

- щелочная активация и экстракция (наиболее полное удаление из Л полисахаридов и низкомолекулярных фракций продуктов щелочного разложения с возможностью получения более сорбционно активных щелочных ПФ.

- дополнительная модификация карбоксиметилированием с целью активации поверхности в результате контролируемого введения дополнительных рецепторов.


Библиографический список


1. Хитрин К.С. и др.//IV междунар. интернет-конф. «Леса России в XXI веке» СПб. – 2010.

2. Alvarez-Tallacla P. et al. // Carbon ’94. Granada. – 1994. – P. 288-289.

3. Roodrigrez J. // Carbon ’94. Granada.- 1994. – P. 444-445.

4. Simitris J., Sturakis J. // J. Anal and Appl. Pyrol.-1993. –V. 26.- N 1. – P.3752.

5. Киселев В. П. // Вестн. КраснГУ. – 2006. - N 2. – С. 52-55.

6. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности. Калуга: изд. Бочкаревой.- 2000. – С. 800.

7. Хитрин С.В., Фукс С.Л., Киреев В.В. // IV Всер. конф. «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» СПб.: БГТУ. – 1999. – Т. 3 – С.146.

8. Хитрин С.В., Фукс С.Л., Киреев В.В. // Межд. Экол. Конгр. «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» СПб.: БГТУ. – 2000. – Т. 2 . – С. 283.

9. Шендрик Т.Г. и др // Хим. тв. топлива.-2007. - № 2. – С. 62-67.

10. Ягодин Г.А., Тарасова Н.П., Пуртова Е.Е. Экология и устойчивое развитие М.: изд. дом Международного университета в Москве. – 2005. – С. 307.

11. Метелева Д.С., Нисанбаева Ю.Р. (руководители: С.В.Хитрин, С.Л. Фукс). Метод определения содержания хвойной составляющей в лигнинах // Сборник материалов XIII Молодежной научной школы-конференции «Актуальные проблемы органической химии», Новосибирск. - 2010 . - С.143.


INVESTIGATION OF LIGNIN AND PRODUCTS BASED ON IT AS SORPTION MATERIALS


Meteleva D.S., Khitrin S.V., Fuchs S.L., Kazienkov S.A.


Vyatka state university, Kirov


The possibility of using large-capacity waste hydrolytic industry - lignin - and its processing products for high-performance available sorbents for wastewater treatment of inorganic , organic compounds and microorganisms was considered.


Рассмотрена возможность использования крупнотоннажного отхода гидролизной промышленности – лигнина - и продуктов его переработки для получения высокоэффективных доступных сорбентов для очистки сточных вод от неорганических, органических соединений и микроорганизмов.



Pb2+ Белок, мг/г

Mg2+ЖелатинБактерии Е. coli, *108 Клеток/гМеталлы, мг/г

Похожие:

Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов icon«природоохранные технологии»
Исследование гидродинамических свойств фильтровально-сорбционных материалов на основе базальтовых волокон и бентонитовых глин
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов icon«Изучение качества пищевых продуктов» Исследовательская работа по экологии
Что можно сказать о качестве продуктов питания на основе информации, указанной на упаковке?
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconСредняя общеобразовательная школа №6 «Исследование структуры стали марки 14хгн»
В качестве опорных элементов используются стальные балки этой марки, а одним из лучших кровельных материалов признан профнастил....
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconИсследование долговечности теплоизоляционных материалов на основе пенополистирола
Работа выполнена на кафедре «Производство строительных материалов» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального...
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов icon«Создание технологических основ получения и промышленного производства наноразмерных и наноструктурных материалов и продуктов на их основе»

Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconРазработка технологии изготовления материалов состава Bi 2 Se X Te 1- X и исследование термоэлектрических микромодулей на их основе
Разработка технологии изготовления материалов состава Bi2SexTe1-x и исследование термоэлектрических микромодулей на их основе
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconЛабораторная работа №15
Исследование влияния рабочих режимов транзисторного пч на его усилительно-преобразующие свойства, т е на величину крутизны преобразования...
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconОсобенности ферментативной кинетики распада природных органических соединений в водной среде
Целью работы является определить пути, основные этапы, механизмы ферментативной биодеструкции лигнина под действием микроорганизмов...
Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconИсследование свойств композиционных материалов конструкционного назначения на основе целлюлозосодержащих отходов

Исследование лигнина и продуктов на его основе в качестве сорбционных материалов iconИсследование потребительских свойств мясных полуфабрикатов из мяса уток и конины с белковыми добавками животного происхождения
Специальность: 05. 18. 15 – Товароведение пищевых продуктов и технология продуктов общественного питания
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница