AGRIS - 

2015

Власова

Reported here is the preparation of highly porous and stable new nanomaterial based on titanium-containing metal-organic framework compound - TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework by magnetron sputtering strategy. The resulting nanomaterial was characterized using XRD, FT-IR, TGA, and AFM techniques. It is shown that TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework has awell-ordered structure and consists of homogeneous nanoparticles 50 nm in size. It is established that as-prepared nanomaterial has high thermal stability. The sorption activity of TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework for unrefined vegetable oils was studied. It is established that new sorbent improves the physicochemical properties of unrefined vegetable oils due to the binding of free fatty acids and peroxide compounds formed by oil oxidation. TiO2-modified titanium-containing metal-organic framework is more effective adsorbent as compared to non-modified titanium-containing metal-organic framework and traditional industrial and natural adsorbents. It is shown that the used sorbent can be easily recycled at least five times, via solvent washing. An adsorption mechanism of free fatty acids and peroxides is proposed. | В настоящей работе впервые получено высокопористое TiO2-модифицированное каркасное соединение на основе титансодержащей металлоорганической каркасной структуры методом реактивного магнетронного распыления с размером частиц 50 нм. Полученный наноматериал охарактеризован с использованием физико-химических методов: атомной силовой микроскопии, рентгенофазового и термогравиметрического анализов, ИК спектроскопии. Показано, что TiO2-модифицированное титансодержащее каркасное соединение имеет четко упорядоченную структуру и состоит из достаточно однородных наночастиц. Установлено, что полученный наноматериал обладает высокой термической стабильностью. Изучена сорбционная активность модифицированного каркасного соединения в отношении нерафинированных растительных масел – подсолнечного и льняного. Установлено, что полученный сорбент улучшает физико-химические свойства нерафинированных растительных масел за счет связывания образующихся при окислении масла свободных жирных кислот и перекисных соединений. Установлено, что TiO2-модифицированное  титансодержащее каркасное соединение проявляет большую сорбционную активность по сравнению с немодифицированным титансодержащим каркасным соединением и традиционными промышленными и природными адсорбентами. Показано, что TiO2-модифицированное титансодержащее каркасное соединение сохраняет работоспособность не менее пяти циклов без каких-либо изменений в своей структуре. Предложен механизм сорбции свободных жирных кислот и перекисных соединений металлоорганическим каркасным соединением.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Лозинская

The ultrasonic cavitation-aided dispersion of peat to the given nano-size at a high static pressure makes it possible to produce a product having valuable consumer properties. In determining the fractional and group composition of the peat’s organic substance that underwent dispersion and the original sample by the N.N. Bambalov and T.Ya. Belenkaya method it was shown that the dispersion reduces the bitumoid content by 2,1 times, and that of hardly hydrolysable (cellulose) and non-hydrolysable (lignin) substances by 2,0 and 1,3 times. At the same time, this increases the content of humic acids extracted by 0,1 M alkali solution (by 1,6 times) and by 0,025 M solution of sodium pyrophosphate (by 5,9 times), building up the mass fraction of the total water-soluble and easily hydrolysable substances (by 1,4 times) relative to the original peat.Also observed is the improvement of sorption capabilities in relation to copper ions (II). For peat samples with a different degree of dispersion the maximum degree of copper ions (II) sorption is reached at pH equal to 4.6 and is maintained practically without changes up to 7,2. The maximum sorption on the original peat takes place in the interval of pH 6,2 to 6,4. The sorption isotherms are of the L types. As a result of the ultrasonic cavitation-aided treatment the peat sorption capacity increases by 2,1 times. The better sorption capability is possessed by the peat sample which underwent treatment for 10 min (COE=1,65 mmol/g).  The study of kinetic dependencies showed that the process of sorption on the studied sorbents proceeds rather fast and practically ends in 7 min. The ultrasonic cavitation-aided dispersion of peat increases the sorption speed constant.It has been shown that it is possible to use the dispersed peat as a sorbent for after-purification of sewage from copper ions (II) of galvanic productions which had come though the dolomite filter. It has been established that the peat which underwent ultrasonic cavitation-aided treatment for 10 min is characterized by a higher degree of extraction. The after-sorption copper content is reduced by 9,49 times, the residual concentration being 0,01–0,03 mg/dm3. | Ультразвуковая кавитационная диспергация торфа до заданных наноразмеров при высоком статическом давлении позволяет получить продукт, обладающий ценными потребительскими качествами. При определении фракционно-группового состава органического вещества торфа, подвергшегося диспергации и исходного образца по методу Н.Н. Бамбалова, Т.Я. Беленькой, показано, что в результате диспергации снижается содержание битумоидов в 2,1 раза, трудногидролизуемых (целлюлоза) и негидролизуемых (лигнин) веществ – в 2,0 и 1,3 раза соответственно, наблюдается увеличение содержания гуминовых кислот, извлекаемых и 0,1 М раствором щелочи (в 1,6 раза) и 0,025 М раствором пирофосфата натрия (в 5,9 раза), увеличивается массовая доля суммы водорастворимых и легкогидролизуемых веществ (в 1,4 раза) по отношению к исходному торфу.Также наблюдается улучшение сорбционных свойств по отношению к ионам меди (II). Для образцов торфа с разной степенью диспергирования максимальная степень сорбции ионов меди (II) достигается при рН 4,6  и поддерживается практически без изменения до 7,2, максимум сорбции  на исходном торфе приходится на интервал рН 6,2–6,4. Изотермы сорбции относятся к L-типу. В результате ультразвуковой кавитационной обработки сорбционная емкость торфа увеличивается в 2,1 раза. Лучшими сорбционными свойствами обладает образец торфа, подвергшейся обработке в течение 10 мин (СОЕ=1,65 ммоль/г).Изучение кинетических зависимостей показали, что процесс сорбции на  изучаемых сорбентах протекает достаточно быстро и практически заканчивается через 7 мин. Ультразвуковая кавитационная диспергация торфа приводит к увеличению константы скорости сорбции.Показана возможность использования диспергированного торфа в качестве сорбента для доочистки сточных вод от ионов меди (II) гальванопроизводств, прошедших через доломитовый фильтр. Установлено, что для торфа, подвергшегося ультразвуковой кавитационной обработке в течение 10 мин, характерна более высокая степень извлечения. Содержание меди после сорбции снижается в 9,49 раза, остаточная концентрация составляет 0,01–0,03 мг/дм3.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Мосталыгина

Sorption of copper ions in the fiber, extracted from oilseed cake Zauralye and various forms of bentonite clay. A comparative analysis of sorption activity of these materials. The rate of sorption is maximal in the first 15 min. Using mixtures of dietary fiber and clay allows to influence the sorption properties of the material. | Изучена сорбция ионов меди на пищевых волокнах выделенных из жмыха масличных культур Зауралья и различных формах бентонитовой глины. Показано, что скорость сорбции максимальна в первые 15 минут. Проведен сравнительный анализ сорбционной активности данных материалов. Сорбция меди минимальна – на нативной бентонитовой глине – максимальна – на активированной глине. Использование смесей пищевого волокна и глины позволяет влиять на сорбционные свойства материала.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Холомейдик

The samples silicone dioxide containing 95−99,9% of the basic substance depending on conditions of the raw materials preparation and the temperature of treatment were obtained from rice hull by the oxidation burring method. Their phase composition and morphology were studied. The samples have amorphous and crystal state. Their specific surface and pore size distribution were determined by nitrogen adsorption. The specific surface value varied in the range of 6−230 m2/g and the pore diameters – in the range of 4,4−129,9 nm.All the samples were investigated as sorbent for extraction Cu (II) and Mn (II) ions from modelling solutions. The sample efficient to these ions were found. The oxidation degree of the sorbed ions on silicon dioxide surface was determined by X-ray photoelectron spectroscopy method. | Из рисовой шелухи методом окислительного обжига получены образцы диоксида кремния с содержанием основного вещества 95 – 99.9% в зависимости от условий подготовки сырья и температуры обработки. Изучен их фазовый состав и морфология. Образцы имеют аморфное и кристаллическое состояние. Удельную поверхность образцов и распределение пор по размерам определяли по адсорбции азота. Значение удельной поверхности изменялось в интервале 6 – 230 м2/г, диаметр пор варьировал в диапазоне    4.4 – 129.9 нм.Полученные образцы исследовались в качестве сорбентов для извлечения ионов Cu(II) и Mn(II) из модельных растворов. Выявлены эффективные образцы по отношению к данным ионам. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии определена степень окисления сорбированных ионов на поверхности диоксида кремния.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Дейнеко

Предложен процесс получения катионитов из древесного сырья, заключающийся в термообработке под вакуумом древесных опилок, предварительно пропитанных водным раствором серной кислоты, с одновременной отгонкой избыточной и реакционной воды. Целевой продукт (выход – 66–68%) представляет собой полифункциональный катионит, содержащий сильнокислотные и слабокислотные группы. Исследовано влияние концентрации серной кислоты, использованной для пропитки опилок, в диапазоне 4,4–56,0% на ионообменные свойства получаемых катионитов. Содержание кислотных групп в катионите с повышением концентрации кислоты возрастает и при концентрации 56% достигает 4,6 ммоль/г. Изучена сорбция катионитами ионов тяжелых металлов. Установлена высокая емкость ионизированной формы сорбентов к названным катионам. Максимальная емкость к элементам у сорбентов в ионизированном состоянии возрастает в последовательности (ммоль/г): Ni (1,71) > Co (1,78) > Cu (1,83) > Pb (2,16). | A process for producing cation exchangers from wood materials, comprising a heat treatment under vacuum sawdust impregnated with an aqueous solution of sulfuric acid, with simultaneous distillation of the excess and reaction water is proposed. The target product (yield – 66–68%) is polyfunctionalcation exchangers containing strongly and weakly acid groups. The influence of the concentration of sulfuric acid used for impregnation of sawdust in the range of 4,4–56,0% on ion-exchange properties of the resulting cation exchangers is studied. The content of acid groups in the cation exchangers with increasing concentration of acid increases, and at a concentration of 56% reaches value 4.6 mmol/g. The sorption of cation heavy metal ions is studied. The maximum capacity for the elements of the sorbents in ionized form increases in the sequence (mmol/g): Ni (1,71) > Co (1,78) > Cu (1,83) > Pb (2,16).

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Дейнеко

A process for producing cation exchangers from wood materials, comprising a heat treatment under vacuum sawdust impregnated with an aqueous solution of sulfuric acid, with simultaneous distillation of the excess and reaction water is proposed. The target product (yield – 66–68%) is polyfunctionalcation exchangers containing strongly and weakly acid groups. The influence of the concentration of sulfuric acid used for impregnation of sawdust in the range of 4,4–56,0% on ion-exchange properties of the resulting cation exchangers is studied. The content of acid groups in the cation exchangers with increasing concentration of acid increases, and at a concentration of 56% reaches value 4.6 mmol/g. The sorption of cation heavy metal ions is studied. The maximum capacity for the elements of the sorbents in ionized form increases in the sequence (mmol/g): Ni (1,71) > Co (1,78) > Cu (1,83) > Pb (2,16). | Предложен процесс получения катионитов из древесного сырья, заключающийся в термообработке под вакуумом древесных опилок, предварительно пропитанных водным раствором серной кислоты, с одновременной отгонкой избыточной и реакционной воды. Целевой продукт (выход – 66–68%) представляет собой полифункциональный катионит, содержащий сильнокислотные и слабокислотные группы. Исследовано влияние концентрации серной кислоты, использованной для пропитки опилок, в диапазоне 4,4–56,0% на ионообменные свойства получаемых катионитов. Содержание кислотных групп в катионите с повышением концентрации кислоты возрастает и при концентрации 56% достигает 4,6 ммоль/г. Изучена сорбция катионитами ионов тяжелых металлов. Установлена высокая емкость ионизированной формы сорбентов к названным катионам. Максимальная емкость к элементам у сорбентов в ионизированном состоянии возрастает в последовательности (ммоль/г): Ni (1,71) > Co (1,78) > Cu (1,83) > Pb (2,16).

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Лозинская

Ультразвуковая кавитационная диспергация торфа до заданных наноразмеров при высоком статическом давлении позволяет получить продукт, обладающий ценными потребительскими качествами. При определении фракционно-группового состава органического вещества торфа, подвергшегося диспергации и исходного образца по методу Н.Н. Бамбалова, Т.Я. Беленькой, показано, что в результате диспергации снижается содержание битумоидов в 2,1 раза, трудногидролизуемых (целлюлоза) и негидролизуемых (лигнин) веществ – в 2,0 и 1,3 раза соответственно, наблюдается увеличение содержания гуминовых кислот, извлекаемых и 0,1 М раствором щелочи (в 1,6 раза) и 0,025 М раствором пирофосфата натрия (в 5,9 раза), увеличивается массовая доля суммы водорастворимых и легкогидролизуемых веществ (в 1,4 раза) по отношению к исходному торфу.Также наблюдается улучшение сорбционных свойств по отношению к ионам меди (II). Для образцов торфа с разной степенью диспергирования максимальная степень сорбции ионов меди (II) достигается при рН 4,6  и поддерживается практически без изменения до 7,2, максимум сорбции  на исходном торфе приходится на интервал рН 6,2–6,4. Изотермы сорбции относятся к L-типу. В результате ультразвуковой кавитационной обработки сорбционная емкость торфа увеличивается в 2,1 раза. Лучшими сорбционными свойствами обладает образец торфа, подвергшейся обработке в течение 10 мин (СОЕ=1,65 ммоль/г).Изучение кинетических зависимостей показали, что процесс сорбции на  изучаемых сорбентах протекает достаточно быстро и практически заканчивается через 7 мин. Ультразвуковая кавитационная диспергация торфа приводит к увеличению константы скорости сорбции.Показана возможность использования диспергированного торфа в качестве сорбента для доочистки сточных вод от ионов меди (II) гальванопроизводств, прошедших через доломитовый фильтр. Установлено, что для торфа, подвергшегося ультразвуковой кавитационной обработке в течение 10 мин, характерна более высокая степень извлечения. Содержание меди после сорбции снижается в 9,49 раза, остаточная концентрация составляет 0,01–0,03 мг/дм3. | The ultrasonic cavitation-aided dispersion of peat to the given nano-size at a high static pressure makes it possible to produce a product having valuable consumer properties. In determining the fractional and group composition of the peat’s organic substance that underwent dispersion and the original sample by the N.N. Bambalov and T.Ya. Belenkaya method it was shown that the dispersion reduces the bitumoid content by 2,1 times, and that of hardly hydrolysable (cellulose) and non-hydrolysable (lignin) substances by 2,0 and 1,3 times. At the same time, this increases the content of humic acids extracted by 0,1 M alkali solution (by 1,6 times) and by 0,025 M solution of sodium pyrophosphate (by 5,9 times), building up the mass fraction of the total water-soluble and easily hydrolysable substances (by 1,4 times) relative to the original peat.Also observed is the improvement of sorption capabilities in relation to copper ions (II). For peat samples with a different degree of dispersion the maximum degree of copper ions (II) sorption is reached at pH equal to 4.6 and is maintained practically without changes up to 7,2. The maximum sorption on the original peat takes place in the interval of pH 6,2 to 6,4. The sorption isotherms are of the L types. As a result of the ultrasonic cavitation-aided treatment the peat sorption capacity increases by 2,1 times. The better sorption capability is possessed by the peat sample which underwent treatment for 10 min (COE=1,65 mmol/g).  The study of kinetic dependencies showed that the process of sorption on the studied sorbents proceeds rather fast and practically ends in 7 min. The ultrasonic cavitation-aided dispersion of peat increases the sorption speed constant.It has been shown that it is possible to use the dispersed peat as a sorbent for after-purification of sewage from copper ions (II) of galvanic productions which had come though the dolomite filter. It has been established that the peat which underwent ultrasonic cavitation-aided treatment for 10 min is characterized by a higher degree of extraction. The after-sorption copper content is reduced by 9,49 times, the residual concentration being 0,01–0,03 mg/dm3.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation