Адсорбционно-десорбционные процессы в системе: жидкое органическое вещество - пористый полимерный сорбент тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

РГЗ од

НАЩОНАЛЬНА АКАДЕМ 1Я НАУК УКРА1НИ 1НСТИТУТ К0Л01ДН01 XIMII ТА XIMIÏ води 1м.А.В.ДУМАНСЬКОГО

На правах рукопису

П1дл1снюк Валентина В1ктор1вна

АДСОРБЦШЮ-ДЕСОРБЦ1ИН1 ПРОЦЕСИ У СИСТЕК11: РОЗ ЧИНЕНА ОРГАНГЧНА РКЧОВИНА-ПОРИСТИИ ПОЛШЕРНИИ СОРБЕНТ

02.00.11- коло1дна х1м1я 02.00.23-охорона навколишнього середовища та рац1ональне використання ' природних pecypclB

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацИ на здобуття наукового ступеня доктора х1м1чних наук

Kmîb - 1996

Дисвртац1я в рукописом

Робота виконана в 1нститут1 коло1дно1 xlMil та xlMll води 1м.А.В.Думанського HAH Укра1ни

Науковий консультант:

доктор х1м1чних наук, професор Мешкова-Клименко H.A.

0ф1ц1йн1 опоненти:

Пров1дна орган!звц1я:

чл.-кореспондвнт HAH Укра1ни, доктор х1м1чних наук,професор Тарасович D.I.

доктор х1м1чних наук,професор Тарасенко D.O. доктор х!м1чких наук Вартапетян Р.Ш.

1нститут xlMll поверхн! HAH Укра1ни, м.Ки!в.

Захист в1дбудеться "/<3 " г «/¡¿мл. 1996 року о "/¿7" год. на зас!данн1 спец1ал1зовано1 ради Д 01.55.01 по захисту дисертац1й на здобуття наукового ступеня доктора х!м1чних наук при 1нститут1 коло1дао1 xlMll та xlMil води 1м.А.В.Думанського HAH УкраЬш за адресою: 252680,МОП,м.Ки!в-142,пр.Вернадского,42

3 дисертац1вю мокна ознайомитися в 010л1отец1 1нституту коло1дно! xlMil та х!м11 вода 1м.А.В.Думанського HAH Укра1ни.

Автореферат роз!слано " /г^лoJksl. 199^р.

ВчениЙ секретар спец1ал1зовано! ради доктор х!м1чних наук, професор

ЗЛГАЛЬНЛ ХАРАКТЕРИСТШСА ГОБОТП

Актуальн1сть проблема

Адсорбц1йн1 метода очистки ст1чних вод набувають все ширше розповсюдаення, оск!льки 1х застосування дав змогу добиватися найб1льш повного знешкодження забруднених вод .Поряд з активованим вуг1ллям в останнШ час як адсорбента починаить застосовуватися порист1 пол1мерн1 матер1али.Ц1 сорбенти мають р1зноман1тну х1м1ю повэрхн1 .пористу структуру 1 здатн1 селективно вилучати з водаих поток1в р1зноман1тн1 речовини.'що значно розширюв мвя1 застосувоння адсорСЩйних метод1в для знешкодження промислових поток1в.

В зв'язку з появою на ринку пол1мерних сорбвнт1в 1з р1зними властивостями актуальним в завдання всестороннього вивчення комплексу проблем, пов'язаних з офективн1стю використання сорбент1в в залекност1 в1д умов переб1гу процесу адсорбцП розчинених речовин та 1х синтезу.Вир1пення цих завдань дасть змогу окреслити основн1 вимоги до ц1леспрямованого синтезу пол1сорб1в, встановити основн1 законом1рност! р1вновакних та нер1вновакшх адсорбц1йно-десорбц1йних процес1в в двох- та багатокомпонентних системах.Так1 дан1 необх1дн1 для створення теорИ адсорбцП орган1чних речовин на пол1мернкх сорбентах, що повинна стати фундаментом для спрямованого використання пол1мерних сорбент1в в технолог1чних схемах очистки ст1чних вод, в аппаратах доочистки питно! води,в процесах б1осорбц11. ,Актуальн1сть, перспективн1сть та наукове значения проведених досл1дк9нь пЩтвердауеться 1х включениям в науков1 плани роб1т в1дд1лення х1м11 НАН Укра1ни в 19ЭО-19Э4 та 1994-1996 роках (шифр проблеют 2.27.10, шифр теш 2.1.7.12), координации!

плани Науково1 рада з адсорбцИ АН СРСР в 1987-1991 роках , секц1я теоретичшн 1 загальних питань адсорбцИ (шифр 2.15.1. 1 2.15.5), пр1оритетний напрям 15 зг1дно постанови ДКНГ 1 РМ СРСР в 1989-1990 (шифр 15.7), Доркавну програму "Питна вода" зг1дно постанови Презид11 Каб1ноту л1н1стр1в Укра1ни N 85 1 ПрезидП НАН УкряТни N 569 в 1991-1993 роках,Державну науково-техн1чну програму "Чиста вода" в 1992-1994 роках ' (шифр 2.02.02/028,2.02.02/Н9,2.02,02/037), координац1йн1 плани двостороннього паукового сп1вро01тшщтва м1к БШВ АН УРСР та Центральним 1нститутом ф1зично1 х1м11 АН НДР в 1986-1990 роках (шифр 2.2.3.3), м1я 1КХХВ АН УРСР та 1нститутом макромолокулярно1 х1м11 Чехословацько1 АН в 1986-1992 роках (шифр 7.6)^ науковий грант Об'еднаного фонду для п1дтримки фундамэнтальних досл1даень Ы1хнародаого наукового фонду та уряду Укра1ни К2Л00, 1995 р.

В робот1 розвинуто перспективний науковий напрямок в галуз1 коло1дно! х1м11 адсорбцШшх явищ - адсорбц1йно-десорбц1йн1 процэси в систем1:розчинвна речовина- пористий пол1мерний сорбент.

Пета робота - доол1дк8ння адсорбцШю-десорбц1йних властивостей нового класу сорбент1в- пористих пол1мерних матер1ал1в - та розробка наукових основ 1х практичного використання .

Для цього нвобх1дно було вир1шити так1 задач1:

- вивчеиня зм1ни адсорбцШшх властивостей та структури пористих полИгерних сорбент1в в зв'язку з умовами 1х синтезу та обгрунтування критерИв ц1леспрямованого синтезу пол1мерних сорбент1в;

- розробка нових мэтод!в оц!нки параметр!в пористо! структури

пол1мерних сорбент1в та 1х адсорбц1йно-десорбц1йних властивостей;

- встановлб1ШЯ оптимальних умов поглинання низьмолекулярних орган1чних речовин, поверхнево-активних речовин (ПАР) та барвник1в пол1мврнши сорбентами;

- розробка адекватных моделей для розрахунк1в р1вноваги адсорбц11 1ндив1дуапьних орган1чних речовин та 1х 01нарних сум1лшй;

- вивченнл процесу елюентно! десорбцИ поглинених речовин з насичених пол1мерних сорбент1в;

- к1льк1снв визначэння параметр1в к1нетики адсорбцП-десорбцП та оц1нка вкладу теплопереносу в загальний процес переносу маси;

- розробка наукових основ застосування пол1мерних сорбент1в для ц1лей охорони навколишнього середовща: в технолог1чних схемах очистки ст1чних вод, в аппараП доочистки питно1 води.

Наукова новизна робота

В результат1 виконання систематичних експериментальних досл1дквнь • р1вновакних та нер1внова*них

адсор<Зц1йно-десорбц1йних процес!в. на пористих пол1мерних сорбентах. 1з звстосуванням адсорбцШюго, калориметричного, електронном1кроскоп1чного метод1в, теоретичного анал1зу експериментальних даних булн отриман1 так1 нов1 результата:

- проанал1зовано вплив умов синтезу пол1сорб1в,а саме: зм1ни складу вих1дних мономер1в та розчинника, введения другого пороутворювача,зам1ни 1нертного розчинника на не1нертний, введения г1дрофобно1 складово! в г1дроф1льну матриц»,модиф1курання поверхн1 для зм1ни структури та адсороц1йних властивостей пол1мерних сорбент1в;

- запропоновано нов1 експериментальн1 метода вивчення будови та адсорбцШю-дасор^тйких властивостей пол1сорб1в: визначення середнього розм1р« поп , п1дх1д для оц1нки властивостей поверхн!., визначення 1зотерми десорбцИ;

- запропоновано метод моделювання адсорбцШго! р1вноваги 1ндив1дуальних орган!чних речовин з водних розчин1з на ochoeI використання ыодиф1кованого р1вняння пол1молекулярно1 адсорбцИ;

- вперше на ochobI систематичних досл1даень впливу умов проведения процесу адсорбцИ (величина pH, температури, наявност1 неорган1чних солей) проведена оц1нка ефективност1 використання пол1сорб1в в адсорбцШшх процесах при зм1нних параметрах;

- запропоновано п1дх!д, що дав змогу прогнозувати законом1р-ност1 адсорбцИ б1яарних сум1шай орган1чних розчинених речовин,використовуючи дан! про 1ндив1дуальн1 1зотерми адсорбцИ та про 1зотерми адсорбцИ речовин базово! сум1ш1;

- показано, що для моделювання к1нетики адсорбцИ орган1чних речовин'з водних розчин1в на р1зних типах пол1мерних сорбонт1в в загальноыу випадку сл1д застосовувати модель б1лористого адсорбенту; s використанняы методу момент1в. розраховано величщш коеф1ц1ент1в дифузИ в первшш1й ■ та вторинн1й пористих структурах;

- впершэ проведено к1льк1сну оц!лку вкладу теплово! складово1 и. за^альний процес переносу маси при адсорбцИ з водних розчин1в;

- вперше досл1дашо споциф1ку адсорбцИ IUP 'пол1мерними сорбентами 1 показано, цо г!дро<1обн1 нфнкти п1д1грп»ть голошу.

роль в цдх системах при встановленн1 р!вновакного розпод1лу молекул ПАР м!н фазами сорбенту та м1цэл; запропоновано новий метод регенерацИ пол!мерних сорбент!в, насичених ПАР, 1х м!целярнкми розчинами, встановлено, що основною одиницею переносу при адсорбц11 не!оногенних ПАР в 1ндив1дуальна молекула;

- проведено систематична досл1дкення впливу функц1ональних груп речовини.що десорбувться, а токоя властивостей регенерант!в на ефективн1сть р!вновакно1 елюентно! регенерацИ насичених пол1мерних сорбент1в;

- встановлено залекн!сть м!к ф!зико-х1м1чними характеристиками речовшш, цо десорбувться, рогенвранту 1 н9р1вновавними десорбцШпши параметрами;

- вгоряе показана можлив!сть застосування пол1мерних сорбент1в в аппаратах доочистки питно1 води та як носИв в процесах б1осорбц1йно! обробки води.

Практична та наукова ц11ш1сть робота

0триман1 в робот! експериментальн! та тэоретичн! результата дали змогу сформулювати узагальнен1 законом1рност1 адсорбц1йно-десорбц1йш1х процес1в на новому тип1 адсорбент1в -пористих пол1мерш1х матер!алах.

Запропонований в робот! метод визначення сервднього розм1ру пор використовузться в ряд1 наукових 1нститут1в та установ, два з розроблених метод!в досл1дження властивостей пол1мерних сорбент1в.захищено авторськини св!доцтвами на винах1д.

Розроблено дек1лька технолог1чних схем очистки ст1чних вод в1д орган!чних сполук з використанням пол1мерних сорбент1в,два вар1анти запропонованих способ!в очистки захищено авторськими св!доцтвами на винах!д.Видано вих1дн1 дан! для проектування

локалышх адсорбцШшх установок очистки ст1чних вод, що передбачають утил1зац1ю ц1нних поглинених компонент1в.

Розроблено технолоПю використання пол1мерних сорбент1в для доочистки питно1 води ыд речовин з великими розм1рами молекул в апарат1 середньо1 продуктиркост1, опрацьовано технолог1чний регламент робота апагэту,3аиропонована технолог1я використання пол1мерних сорбент1в для вилучення ц1нних речовин 1з рослинно1 сировини, на цей метод отримано позитивно р1шення по заявц1 на винах1д.

0сновн1 положения, як1 виносяться на захист:

1.Моклив1сть ц1леспрямованого регулювання структура та властивостей пол1мерних сорбентЛв шляхом зм1ни умов 1х синтезу:введениям р1зних к!лькостей вих1даих мономер1в та пороутворювача, додатковим введешям пол1мерного пороутворювача, введениям третьего вих1дного мономеру,зам1ною 1нертного пороутворювача на не1нертний, модиф1куванням поверхн1 пол1сорб1в.

2.Нов1 п1дходи до анал1зу будови 1 адсорбцШшх властивостей пол1сорб1в: метод визначоння середнього розм1ру пор пол1сорб1в та властивостей 1х поверхн1 по адсорбцП з водних розчин1в, спос1б визначення 1зотерми десорбцП, метод оц1нки б1лористост1 внутр1шньо1 будови пол1сорб1в.

3.Ыоклив1сть застосуватш модиф1кованого р1вняння пол1молекулярно1 адсорбцП для одночасного визначення основних адсорбцШшх параметр1в при адсорбцП з водних розчин1в.

4.Моклив1сть розрахунк1в к1нетики адсорбцП орган1чних речовин на пол1мерних сорбентах по модэл! Я1дисперсного адсорбенту.

5.Роль теплових е$ект1в в загальному процес1 переносу маси при адсорбцП з водних розчин!в.

i. У явления про те, що основною оданицею переносу маси при дсорбцИ неЮногенних ПАР пол1мерними сорбентами в ндив1дуальна молекула.

'.Цохлив1сть розрахунку парамвтр1в к1нетики елюентно1 (есорбцИ 1ндив1дуальних орган1чних речовин з пол1мерних :орбент1в по модел1 б1дисперсного адсорбенту з використанням «етоду в1дпов1дност1.

З.Уявлення про те, що к1нетичн1 коеф1ц1енти при десорбцП в 1ервинн1й порист1й структур! на два порядки виде, н1ж при здсорбцП з водних розчин1в, тод1 як в1дпов1дн1 значения гаеф1ц1ент1в переносу в транспортнИ порист1й систем1 при адсорбцП 1 двсорбцИ в величинами одного порядку. Э.Моалив1сть використання пол1мерних сорбэнт1в в апаратах доочистки raiTHol вода середньо1 продуктивность Ю.Твхнолог1чн1 схеми адсорбц1йно1 очистки ст1чних вод в!д орган1чних речовин, як1 пвредбачають утил1зац1ю поглинених компонент1в,з використанням пол1мерних сор0энт1в.

ДеклараЩя особнстого внеску

Дана робота, в узагальненням разультат1в досл1даень, проведених автором на протяз1 15 рок1в у В1дд1л1 адсорбцИ та адсорбц1йно1 технологи очистки води IKXXB HAH УкраХни. Автором вибрано науковий напрямок, сформульовано науков1 завдання, зд1йснено постановку та проведения наукових досл1джень, проведено аявл1з та узагальнення експериментальних 1 теоратичних результата, сформульовано ochobhI висновки.Використаний в робот1 математичний апарат було розроблено за участю ст.н.спЛЮОСВ HAH Укра1ни Р.Иарутовського.Пол1сорби.синтезован1 у присутност1

пол1морного ппроутворювяча.було отримано у в!дд1л1 ф1зично1

q

xlMil мембран IKXXB НАН Укра1ш1. Пол1мерн1 сорбента на основа вталендиыэтакрилату були люб'язно наден1 автору науковт сп1вроб1тником 1нституту макромолэк^'лярно! xlMil Чесько1 AI 1.Град1лом.

АпробаЩя робота

Основы! результата дисертацП допов1далися те обговорювалися на:VI и VII Всесоюзних конференц1ях з теоретичних питань адсорбцИ(м.Ыосква,1985;м.Звенигород,1991), VI ЗакавказькШ конференцП по адсорбцИ та хроматограф11(ы.ереван,1984),Всесоюзн1й конференцП

"Адсорбента 1 адсорбц1йн1 процеси у вир1шенн1 проблеми охорони природа" (м.Кишин1в,1985),Всесоюзному симпоз1ум1 "Пол1мери та композиц1йн! матер1алин(м.Баку,1987).Всесоюзному сем1нар1 по р1вноважних 1 нер1вновакних сорбцШшх процесах"(м.Ки1в,1989), V Conference on Applied Chemlstry unlt Operation and Frocesses"(Balatonfured,Himgary,1989).International Conference "Aqua-89" (Karlovy Vary,Czechla,1989), 34th IUPAC Internationa Symposlum on MacrorooleculeB (Prague.Gzechla,1992),I та II М1к-народному симпоз1ум1 по х1м11 поверхн!, адсорбцИ та хроматографИ (м.Москва,1988 1 1992),р!чних сес1ях Науково1 Ради АН СРСР по адсорбцИ (м.Юрмала, Латв1я,1991 1 1992), Всесоюзному сем1нар1 "Проблеми i досягнення в галуз1 створен-ня ыалов1дходаих ф1зико-х1м1чних виробництв та очистки води" (м.Санкт-Петербург,1991), Hungarian-Ultrainlan Conference pn Carpathlan Euroreglon Есо1о2у(м.Укгород,1994),М1жнародн1й конференцП "Adaorptlonveríahren íur üle Stoíítrennung und lm ttmrelzschute" (Berlín, 1995). IV,VII,VIII,X,XI,XII Яаукових коиференЩях IKXXB НАН УкраЗлш,науковому сем!нар1 . "Сорбц1йн1 , явмца" при IKXXB НАН У*ра1ни (1996), вчен!й рад1 IKXXB

НАН Укра1ни (1996).

Публ1кац11

Основн1 матер1али дисертацИ викладен! у 63 опубл!кованих роботах.

Об'ей та структура дпсертвцП

Дисертац!я викладена на 443 ст.машинописного тексту 1 складавться з1 вступу, шести розд!л!в, основних висновк!в,списку цитовано1 л1тервтури, що м1стить 422 дкерела, додатку. Дисертац1я м!стить 81 рисунок та 82 таблиц!..

Окремий л!тературний огляд в робот1 в1дсутн1й. Робота 1нших

автор1в, використан1 в дисертацИ, викладен1 в л1тературних

%

оглядах до коиюго з розд1л1в дисертацИ. В робот1 описан1 необх1да! методики проведения досл!дхень, дана оц1нка похибки отриманих результата та 1х достов1рност1.

аист РОБОТН

У вступ1 обгрунтовано актуальн!сть робота, сформульован! ц!л!, наукова новизна та положения,як1 захищае автор.

У першому розд1п1 проведено досл1даення вшмву р1зяих зм1я при синтез1 пол1мерних сорбент1в на 1х структуру та адсорбц1йн1 властивост1. В робот1 досл1даено широкий спектр г!дрофоОних та г1дроф1льних пол1мврних пористих сорбент1в, що випускаються в промисловому масятаб1 на Укра1н1 та за кордоном. При проведенн! окремих досл1даень використовувалися спец1ально синтезован1 досл1дн! зразки пол1мериих сорбент1в.Для вивчвння властивостей поверхн1, пористо1 структури та внутр1зшьо1 будови пол1керних сорбент!в, кр1м стандартних метод1в, було розроблено нов1 и!дхода: спос1б визначення середнього розм1ру пор пол1мерних сорбент1в по адсорбцП з водних розткн1в стандартно!

речовшш-п-хлоран1л1ну,п1дх1д для оц1нки властивостей поверхн1 пол1сор01в, використовуючи адсорбц1ю з водних розчин!в гомолог1чного ряду речовин (карбонових кислот).Внутр1шню Судову пол1сорб1в було досл1дкено з використанням методу електронно1 м1кроскоп11, виявлено б1дисперсн1сть будови.На основ1 анал1зу експериментальних результат1в досл1даено вплив умов синтезу пол1мерних пористих сорбент1в на зм1ну 1х структури та адсорбц1йних властивостей. На основ1 отриманих результат^ звпропоновано критерП ц1ленаправленого синтезу пол1морних сорбент1в.

У другому розд1л! вивчено основн1 закрном1рност1 адсорбцП низькомолекулярних розчинених орган1чних речовин та 1х б1яарних сум1шей пол1сорбами, виявлено вплив умов проведения процесу адсорбцП ( величини рН, температуря, наявност1 неорган!чних солей) на ефективн1сть адсорбцШюго вилучення, показана моклив1сть використання модиф1кованого р1вняння пол1молекулярно1 адсорбцП для одночасного визначення осношшх 8дсорбц1йних констант, проведено моделювання адсорбцП б1нарних сум1шей.

У третьому роздШ викладено основн1 законом1рност1 нер1внова*них процэс1в при адсорбцП низькомолекулярних орган1чних речовин пол1сорбами, показано необх1дн1сть застосування б1лористо1 модел1 для опису к1нетики адсорбцП на пол1сорбах.Розраховано величини к1нетичних коеф1ц1ент1в дафузП в первинн1й та вторинн1Я пористих структурах при адсорбцП, розроблено ступенево-протиточну модель к1нетики адсорбцП 01пористими адсорбентами,к1льк!сно оц1нено вплив теплових ефект1в на к1нетику адсорбцП з водних розчин!в.

У четвертому розд!л! подан! результата досл1дае1Шя

адсорбцИ м1целоутворюючих речовин пол1морними пористими сорбентами. Встановлено можлив1сть використання теорИ г1дрофобних взасмод1й для пояснения отриманих експериментальних данях.Запропоновано спос1б регенерацИ пол1сорб1в, насичених молекулами не1о'ногенних ПАР, 1х м1целярними розчинами.Показано, що основною одиницею масопереносу при адсорбцИ не1оногенних ПАР в 1ндив1дуальна молекула.Встановлено основн1 законом1рност1 поглинання барвник1в пол1сорбами. Показана моклив1сть застосування пол1сорб1в для переробки концентрат1в мембранного ф1льтрування.

П'ятий розд1л присвячено досл1джэшш захоном1рностей елюентно1 регенерацИ пол1мерних сорбент1в. Проведено термодинам1чну оц1нку процесу, к1льк1сно вивчено вплив властивостей речовгаш, що десорбуеться, та регенеранту на ефективн1сть процесу регенерацИ. Показано монлив1сть розрахунку параметр1в к1нетики елюентноХ регенерацИ з застосованням модел1 б1пористого сорбенту та методу в1дпов1дност1.Визначено основШ к1петичн1 коеф1ц1енти при десорбцП.Проведено моделювання процесу елюентно1 р1вновакно1 динам1ки десорбцИ.

У шостому розд1л1 дисертацИ викладено дан1 стосовно використ81шя процес1в адсорбцИ-десорбцИ орган1чних розчинених речовин на пористих пол1мерних сорбентах у практичиих ц1ля1.Представлено результата по застосуванню пол1мерних сорбент1в у апарат1 доочистки питно1 води середньо1 продуктивное^ .Наведено основн1 дан1 про розроблен1 технологии! скими локально! очистки ст1чних вод в!д хлороргян1чних сиолук м рикориотянллм пол1мер)шх сорбент1в,

як! перодбачають утш11зац1ю поглинених рвчовин.Подан1 результата досл1даень про поедиання пол1мерних сорбент1в 1з 1ншими адсорбентами при очистц1 загальнозаводських ст!чних вод.Практична застосування пол1мерних сорбент!в також включав 1х використання як нос11в при б!осорбц1йн1й обробц1 води,а також для вилученвя 1 концентрування ц1ыних препарат!в 18 рослинно1 сировини.

У висновках зроблено широкий п1дсумок проведених досл1джвнь.

Нов1 п1дходи до вивчення пористо! структура, властивостей поверхн! 1 внутр1яньо1 будови пол1ыерши сорбент!в

Под1бн1сть адсорбцШщх сил, що д!ють при поглинанн1 орган1чних розчинаних речовин активним вуг1ллям та пол1сорбами на основ! стиролу 1 див1н1лбензолу, дав змогу запропонувати спос1б визначення середнього розм1ру пор ( X ) пол!мерних сорбент1в.У способ! використовуеться 1зотерма адсорбц!! з водних розчин!в стандартно! сполуки - п-хлоран1л1ну на сорбент1, що тестуеться, та коеф1ц1ент афИшост! м1ж 1зотермами пари бензолу та п-хлоран1л1ну з водних розчин1в, визначений для дек!лькох марок активного вуг1лля. Розрахован1 таким чином значения середнього роэм1ру пор пол1сррб1в добре коригують 1з значениями ,як! було одержано з використанням методу малокутового рентгенограф1чного анал1зу ( табл.1).

В робот! показана можлив1оть к1ль|<!сно1 оц1нки властивостей доверхн1 пол1мерних сорбент!в под1бного х1м1чного складу, яка грунтувться на анал1з! адсорбцШюго процесу. Як критер1й в запропонованому п1дход1 використовуеться величина параметру (-€0)-в1льно1 енергИ взаемодИ з поверхнею сорбенту нетююново! групи гомолог!чного ряду речовин (такими були

Таблвдя I'

Значения середнього розм1ру пор та • адсорбц!Яного об*ему г!дрофобних пол!мерних сорбент!в ■

Зразок Характеристичний розм1р пор.нм Адсорбц!йний

пол!мвр- за запропо- за даними рент- об'ем,

ного нованим геноструктур- да^/кг сорбента способом ного анал!зу

Пол!сорб 30/100 1,65 - о;оэ7

Пол!сорб 30/150 1,98 2,00 0,135.

Пол1сорб 40/100 I.4I 1,50 0,164

Пол!сорб 60/100 1,37 - 0,198

вибран1 карбонов1 кислота), що зв'язана з константою адсорбц!Яно1 р!вноваги тагам виразом:

in [ п( кадс_- I )) = В - п ео

( I ),

кадс." константа адсорбцШю! р1вноваги, п - число кетиленових груп у молекул1 речовини в гомолог1чному ряд1, В - константа. Величину (-60) визначали як тангенс кута нахилу прямо!, подано! в координатах Int п (К_л - 1 )] в!д п ( рис.1).

-i я

Рис.1.

Залегш1сть In t п(Кадс -1)J в1д числа атом1в вуглецю п в молекул! адсорбату

(1)- G-10-50;(2)-G-30-30; (3)- G-50-10;(4)-G-60

Використовуючи даний п1дх1д, було проанал1зовано зм1ну властивостей говерхн1 в ряду пол1мерних сорСант1в на основ1 глицедилметакрилату, то м1стягь р1зну к1льк1сть стиролу: зб1лывення вм1сту стиролу призводить до зростання вибраного параметра, отке, поверхня адсорбент1в стае б1льш гЛдрофобною. Цей висновок додатково п1дтвердкено калориметричними даними про теплота змочування пол!сор01в водою, як1 зменшуються при зростанн1 вм1сту стиролу у матриц1 пол1сорба.

Для виявлення особливостей внутр1шньо1 будови пол1мерних сорбент1в було проведено електроном1кроскоп1чне вивчення сколу 1х частинок.Виявилося, що у вс1х випадках фаза пол1мерних сорбент1в в сукупн1стю розд1лених каналами агломерат1в частинок, як1 мають форму,близьку до сферично!. Середн1й розм!р агломерат1в наведено в табл.2.

Таблиця 2

Розм1ри сферичних вгломерат!в пол!мэрних сорбент!в

Пол1мерний сорбент 40/100 60/100 У-59 ЕР-60 ЕР-61 С-5

г,нм 70 65 30 57 30 40

Отже,агломерата сферичних частинок мокна представита як лервикну пористу структуру, а пром1жки м1ж ними - як вторинну. Дифуз1я в зерн! пол1сор<Зу повинна в1дбуватися посл1довио: спочатку у простор1 м1к м1кропористими утвореннями, а дал1 -в1д поверхн1 сферичних частинок всередину м1кропористо1 зони.

Зи1ва вдсорСцШшх властивостей та структур» пол1ыерних пористих сорбент1в у процес! синтезу

Вплив зм1ни умов синтезу на структуру та адсорбц1йн1 властивост1 пол1мерних пористих сорбент1в було вивчено на приклад1 сер11 г1дрофобних сп1впол1мер1в стиролу з дивШлбензолом, г1дроф1льних сп1впол1мер1в на основ1 в!н1лп1ридину з див1н1лбензолом та гл1цедилметакрилату з етилендиметакрилатом. Критер1ем 1х оц1нки були: величина питомо! поверхн!, граничного адсорбц1йного об'ему пор, характеристичного розм1ру пор, а також значения адсорбцШшх параметр1в.

Остановлено, що з1 зростанням вм1сту сшиваючого агента утворюеться б1льш розвинена пориста структура пол1сорб1в, адсорбц1йн1 характеристики при цьому покращуються ( деяк1 дан1 наведено в табл.1). Цей ефект спостер1гався для вс1х вивчених клас1в пол1мврних сорбент1в.

Вплив зам1ни при синтез1 пол1сорб1в 1нертного розчинникв-пороутворювача на не1нертний було досл1джено на приклад1 пол!сорбу 60/100 1 пороласу Т ( перший сорбент отримано в сврвдовшц1 1нвртного розчинника, другий - в середовищ1 нэ1нертного розчинника - толуолу). При вивченн1 адсорбц1йного процесу вствновлено, що величини адсорбц1йно1 емкост1 б1льше в 1,5-3,0 рази для вс1х досл1даених речовин у випадку пороласу Т. Отке, в присутност1 не1нертного розчинника в пол1сорб1 утворюеться б1льш розвинена система пор.

Зм1ну структури 1 властивостей пол1мерних сорбент1в у випадку використання при синтез1 двох пороутворювач1в, один з яких— пол1морний ( пол1диметилсилоксвн), було вивчено на приклад1 сп1впол1мер1в стиролу 1 дав!н1лбензолу.1з даних табл.3 видно, що така зм1ла умов синтезу сприяв покращенню я.11порПц]йти власгипоотой пол1сорбу, особливо у випадку

Таблица 3

Зм1яа адсорбцШшх характеристик пол!мерних сорбент1в при 1х синтез! в приоутност! двох пороутворювачХв

Адсорбат Синтезований эразок пол!сорбу

.в присутност1 ЦЦМС без ЦЦМС

( Х=2,37 нм) ( Х= 1,41нм)

а ,моль/кг У„,дм3/кг в® а а ,моль/кг V., оо а ,дм3/кг

Н1тробензол 2,86 0,294 1,90 .0,195

Ан1л1н 2,98 0,265 1,86 0,164

ОП-Ю 0,90 0,695 0,46 0,350

Бромтимоловий

син1й 0,45 0,332 0,21 0,152

поглинання орган!чних речовин ,як1 мають велик1 розм1ри молекул:ПАР та барвник1в.0тжа, основний внесок у зростання адсорбцМного об'вму пор у цьому випадку вносить зб1льшення об'ему в1дносно великих пор.

На приклад1 г1дроф1льних пол1сорб1в на основ1 етилендиметакрилату, що м1стять зм1нну к1льк1сть гл1цедилметакрилату 1 стиролу, було досл1даено залежн!сть м1ж адсор<Зц1вю речовин та х1м1ею поверхн! сорбенту,що зм1нювться внасл1док р1зного сп1вв1дношення мономер1в, використашп при синтез1 пол!сорб!в. Для багатьох ■ досл1д*аних орган1чних •речовин .слабо розчийних у вод!, встановлен! прямол1н!йн! валекност1 - 1з вростанням вм1сту стиролу у зраЗку пол1сорбу к1льк1сть шглинвно1 речойини вростазПротилежна залекн!рть була отримана при адсорбц11 речовин, що м1стять ам1ногрупу 1 добре розчянних у вод! (ан!л1н, .м-ам1нофенол), а такох у

ападку галово1 кислота. 1зотерми адсорбцИ п1рокатех1ну та • энолу на вс1х досл1джених зразках пол1сорб1в близьк1 м1к эбою. 0триман1 дан1 св!дчать про те, що у загвльному випадку цсорбц1я орган1чних речовин на гл1цедилметакрилатних эрбентах зумовлена двома механ1змами взаемодИ: вн-дер-ваальсовим та за рахунок водневих зв'язк1в.Енерг1я станн1х заложить в1д конкурентно! взаемодИ адсорбату та элекул розчинника (води) з активними центрами на поверхн1 эрбента .

На приклад1 гл1цедилметакрилатних сорбент1а було

становлено, що модиф1кування поверхн1 додатковою обробкою

«

рган1чним розч1шником або розчином ПАР сприяз покращеннп дсорбц1йних властивостей пол1сорб1в в1даосно изькомолекулярних речовин ( у першому випадку) та барвник1в у другому випадку).

сповн1 законоу1рност1 адсорбцИ пизькоиолекулярних оргап1чклх речовин з водких розчин1в на порнстнх пол1керних сорбентах Встановлено вплив будови 1 розм1р1в молекул, 1х стану у озчин1 на величину адсорбц1йного поглинання орган1чних речовин ол1сорбами та проведено пор1вняння адсорбц1йних властивостей ол1мерних та вуглецевих сорбент1в.Виявилося, що значения дсорбц1йних параметр1в при адсорбцИ оргвн1чних речовин на 1дрофобних пол1сорбах марок 40/100 та 60/100 дещо нижч1, н1ж а вуглецевих адсорбентах, що пов'язано з мешою часткою у ол1сорб1в 1стинних м1кропор , в котрих енэрг1я адсорбц1Йно1 заемодИ п1двищена. Разом в там значения адсорбц1йних араметр1в при поглинанн1 орган1чних сполук , добре розчннних ' вод1, на пол1мерних сорбентах ИоГаШе перевищують вмк1сть углецевих сорбент!в, що зв'язано з додатковим внеском в

адсорбц1ю специф1чних взаемод1й.

Одним г перспективних напрямк1в для моделювання адсорбц1йно1 р1вноваги орган1чних сполук на пол1мерних сорбентах сл1д ввахаги ьякористаяня модиф1кованого р1вняння пол1молекулярно1 адсорбцИ, яке у в^гьдку адсорбцИ з водних розчш1в мохна записати та*им чином:

а -- п ( 2 )

(1+К С/С0)(1-С/Ов)п

де ат-вмк1сть моношару, моль/кг; К - константа р1вняння

пол1молекулярно1 адсорбцИ, С 1 С8- концентрацИ,

в1дпов1дно,р1внова*ного та насиченого розчину

адсорбатЛв.моль^.п -показник степен!.

Було зайропоновано нову методику одночасного обчислення параметр1в р1вняння пол1молекулярно1 адсорбцИ, використовуючи метод м1н1м1зац11 функц1оналу нев'язки м1х експериментальними даними та розрахунковиыи величинами.Результати розрахунк1в параметра 1зотерм адсорбцИ орган1чних речовин з водних розчин1в на пол1мерних сорбентах показали добру узгодаен1сть експериментальних та теоретично отриманих величин ( для одн1в1 з доел1дтених речовин дан! наведено на рис.2), а.ммоль/г

точки-експери-ментальн1 дан1, суц1льна л1н1я-розрахунков!

1 С ммоль " вм>

Рис.2.1зотерма адсорбцИ 2,4-диг1дроксибензойно1 кислота з водних розчин!в на поролас! Т

Сл1д в1дм1тити, що величина п в р!внянн1 (2) моха приймати дов1льн1 позитивн! значения, для досл1дкених нами систем п знаходиться у 1втервал1 0,1-0,9 (дан1 для дек1лькох систем наведено в табл.4).

Таблиця 4

Параметри 1зотерм адсорбц11 орган!чних речовин з водних

розч!ш1в на поролас1 Т, розрахован! з використанням запропоновано! методики ( I ) та при п=1/2 ( II )

Адсорбат а К п а К

I II

Бензойна кислота 2,08 5,80 0,31 1,84 6,87

м-Оксибензойна кислота 0,94 14,60 0,49 0,90 22,60

м-Н1гробензойна кислота 2,28 7,63 0,61 2,40 8,03

о-Матоксибензойна кислота 1,50 21,20 0,88 1,81 15,76

о-Фгалева кислота 0,73 12,55 0,37 0,77 13,01

Галова кислота 0,36 7,12 0,23 0,40 8,33

п-Хлоран1л1н 2,50 13,30 0,57 2,35 17,02

м-Н1трофенол 2,02 48,40 0,69 2,46 26,30

У р!внянн! ( 2) сп1вмно«ник { 1-С/С )"2 в' з'явився в

результат1 в1дм1ви незаконно1 заборони на ваканс11 в адсорбат!. Концентрац1я та розм1р вакансий в характеристикой, що в1добра*уа будову адсорбц1йного шару та . визначааться властивостямн адсорбата 1 х1м!чною природою та структурою адсорбента.3 огляду на це стаз зрозум1лим факт несталост1 значения показннка стелен! п для р1знгх вивчених систем.

Було проведено систематична досл1д*эння вшшву величини рН розчину, наявност1 у розчин1 м1неральшх солей та температуря процесу на параметри адсорбцП орган!чннх речовин пол1сорбами.

Вивчення адсорбцП слабких орган!ч1шх електрол!т1в

ан1л1ну та п-н1трофанолу на пол1сорбах в широкому 1нтервал1 значень рН дало змогу встановити, що величина адсорбцИ слабких електрол!т1в Лстотно залв:ить в1д стану молекул в розчин1. Показано, що 1з сум1ш1 ыолэкул та 1он1в ан1л1ну чи п-к1трофенолу на пол1сорбах поглинаються лише не1он1зован1 молекули. 0птимальн1 умови поглинання спостер1гаються, коли вся речовина знаходиться в розчин1 у не!он1зованому стан1.

На приклад1 адсорбцИ слабких орган1чних електрол1т1в фенолу п-хлорСензолсульфам1ду та п-ам1нобензойно1 кислоти було вивчев вплив присутност1 у розчин1 м1неральних солей на величин; поглинання пол1мерними сорбентами полЮорб 60/100 та »о:ГаШ| У-77.Встановлено, що вплив м1нералышх солей зумовлени: одночасним проявом дек1лькох ефект1в - зв'язуванням частии розчинника за рахунок г1дратац!1 1он1в, п1двищенням полярност; розчинника, зм1нами в структур! води; потр!бно такой враховуваи структуру молекули вдсорбату.

Температурну залекн1сть адсорбц1йного поглинання розчинених орган1чних речовин пол!сорбами р1зних клас1в було вивчено у д1апазон£ температур 8 - 4Э°С.При зб1льшенн1 температури для вс1х. досл1даених систем властиве зменшення к1лькост1 8дсор0овано1 речовини. Ц1 дан1 буди використан1 Для розрахунк1в термодаам1чних характеристик процесу.Виявилося, що величина в1льно1 енергИ Иббса мало залекить в1д температури, а зм1на ентропИ маа в1д'емне значения, що щказув на упорядкування системи п1д д1ею поля адсорбента на адсорбат.

Для моделювання процесу поглинання 1з багатокомпонентних фаз на пол1сорбах було засто'совано п1дх1д, що вшюристовув дан1 про 1зотерми адсорбцИ 1ндив1дуальних речовин та параметри, як1 враховують'взаемний вплив компонента при адсорбцИ сум!и1.

Для систем б1нарний водаий розчин речовин I 1 2 ( система I)

та б1нарний водкий розчин речовин I* 1 2 ( система II) було

одержано таке сп1вв1дношення: п< - 1

К1< х1.2> Г1

п(* -1

( з )

К1<*1Г2> Г1

де Г| та Г1*- константи Генр1 при адсорбцИ речовин I та I , в1дпов1дно, з 1ндив1дуального розчину; Кр К|*, гц , п-^*-константи р1вняння Фрейдл1ха для сум1шей, котр1 знаходяться з 1ндив1дуальних 1зотерм; ^ та параметри, що

в1добракують взаемний вплив компонент!в при 1х адсорбцИ з сум1ш1; А - коеф1ц1ент сп1вв!дношення м1к л1вою та правою частинами виразу ( 3 ).

Розроблений п!дх1д було використано для досл1даення адсорбцИ орган1чних речовин з б1нарних екв1молярних сум1шей на г1дрофобному пол!сорб1 60/100 та г1дроф1льному сорбент1 ВП-3. Розрахунков1 дан1 для деяких систем приводиться в табл.5.

Таблиця Б

Параметр А для деяких з використаних б1нарних сум1лей речовин Пара речовин в сум1ш1 Параметр А

Адсорбент - пол1сорб 60/100 (Фенол-п-н1троан1л1н)-

(н1тробензол-п-н1троан1л1н) 0,80

(п-Н1троан1л1н-фенол)-

(п-Н1трофенол-фенол) 1,10

Адсорбент - поролас ВП-3 (Фенол-п-н1троан1л1н)-

(н1тробензол-п-н1троан1л1н) 1,15

7з анал1зу даних можна зробити висновок.що запропонований

А

п1дх1д дае змогу з достатн1м для практичного використвння ступеней точност1 прогнозувати законом1рност1 адсорбцП орган1чних речовин з б1нарних сум1шей при наявност1 даних про 1ндив1дуальн1 1зотерми адсорбцП та про парц1альн1 1зотерми адсорбцП компонента базою! сум Is 1.

Нер1вноважн1 процеси прч адсорбцП низькоиолекулярних орган1чних речовин на пористих пол!мерНих сорбентах 0ск1льки порист1 пол1мерн1 сорбента мають 31пористу структуру, то для опису законом1рностей внутр1шньодифуз1йно1 к1нетики адсорбцП на цих сорбентах рац1онально використати модель б1дисперсного сорбента.OchobhI параметри к1нетики адсорбцП на бЗлористому сорбент1 задаются у випадку л1н1йних 1зотерм адсорбцП з обмеженого об'ему такими сп1вв1дношеннями:

111 М1 " ТГ«. 1 1Г Ti + "Т5 та ] .

2 2 v3

го

/ Da , TjL = R (1 + Г)/ Dj_ , « = - Г , ( 4 >

VP

Т^ + т

а

В цих сп1вв1дношеннях М^- статистичний момент першого порядку к1нетично1 криво1, що визначавться розм1ром ф1гури, обменено! в1ссю ординат, прямою г =1 та к1нетичною кривою в координатах г - г1 ;та та т^ - часи релаксацП, в1даов1дно, в первинн1й та вториннЛй пористих структурах; Ба та - коеф1ц1енти дифузП в первинн1й та вторинн1й пористих структурах; с — параметр ступеня б1пористост1; Г - коеф1ц1ент Генр1; У3 - об*ем зерна сорбента; Ур - об'ем розчину.

Вивчення внутр1шньодифуз1йно1 к1нетики адсорбцП було проведено при поглинанн1 н1тробензолу, п-н1троан1л1ну 1 фенолу р1зноман1тними пол!сорбами. В табл.6 для прикладу наведено

а

С s

розраховвн1 к1нетачн1 параметри при адсорбцИ н!тробензолу.

Таблица 6

Параметри к!нетики адсорбцИ н!тробензолу пол!сорбами

Сорбент Га й,103 м г1 Ю~3, с та 10"3'. с . са Б^О10 м2/с м2/с

С-5 140 0,19 0,50 7,17 51,22 9,09 0,56 0,15 6,6 18,0

40/100 160 0,20 0,40 5,41 22,72 85,32 0,94 0,87 11,0 5,8

У-59 450 0,20 0,40 13,46 44,89 24,8 0,65 0,36 16,1 3,6

Видно, що коеф1ц1внти дифузИ в первинн1Л порист1й структур1 пол1марних сорбенг1в значно менш1 значень коеф1ц!внт!в дифузИ для вторинно1 пористо1 структури.Анал1з значень Ва покаэуе, що з пад1нням величини Г, тобто э1 зменшенням адсорбцИ н1тробензолу на зразку пол1мерного сорбента значения коеф1ц1внту дифузИ в первинн1й порист1й структур! 8ростаа.Аналог1чну залехн!сть було встановлено .при вивченн! к1нетшш поглинання р1зних речовин одн1вю маркою пол1мерного сорбента.0триман1 результата св1дчать про те, що 1снув досить велика область значень й, при яких внесок масопереносу в транспортн1й порист1й систем1 1 в м1кропорнст1й зон! сп1вставлен1.

Для розрахупк1в параметр!в ступвнево-протиточно1 адсорбцИ орган!чних речовин з водних розчин!в в реакторах-зм!шувачах

були : запропонован1 розрахунков1 сп1вв1даошення для випадку адсорбвнт1в з б1дисперсною структурою.Проведано анал1з залехностей м1ж дозою адсорбенту, що необх!дна для зниження концентрацИ орган1чно1 речовини до заданного значения, та числом ступен1в очистки.

Процес поглинання орган1чних рачовин 1з водних розчин1в пористими пол1мерниыи сорбентами в екзотерм1чниы.Якщо теплов1 ефекти при адсорбцИ значн1, то на к1нетику процесу впливають термодифуз1йн1 явища та швидк1сть дисипацИ теплово1 енергИ.Для оц1нки вшшву теплових ефект1в на к1нетику адсорбцИ було використано метод, що грунтувться на одночасному анал1з1 досл1дауваних темпвратурно1 та к1нетично1 кривих за допомогою перших момент1в цих кривих. Експериментальн1 значения першого моменту температурно1 криво1 (р^) чисельно визначали, як площу, що обмежена кривою T(t) та в1ссю абсцис на грвф1ку залекност1 дТ=*>(t).Вклад швидкост1 розс1ювання теплоти в сумарний перший момент к1нетично1 криво1 визначали з виразу:

V М1= M1q7 (M1D+M1q) • < 5 )

де Мц- складова частина парного момента к1нетично1 криво1, що

зумовлена впливом швидкост1 розс1ювання теплоти сорбцИ, Ы,^-

дифуз1йна складова к1нетично1 криво1.Дан1 для одн1е1 з вивчених

систем приводиться в табл.7.

Таблица 7

Параметри, що характеризую» процеси тепло- та масопереносу при адсорбцИ розчинёних орган1чних речовин на пол1сорб1 С-Б

№човина У?-" Mr V У V" У

моль itfTT . ^¡к

Н1тро<5ензол-23,0 4,8—ГГТ70—Т275—ТГШТб—ПТ*--

П-Н1трофенол 39,0 3,1 1Т7,2 18,4 162,9 10,4 1,7-

1з наведених даних вишшвав, що вклад зовн1шнього теплопвреносу у загальний масоперенос при адсорбцИ з водних розчин1в досить пом1тний. Коеф1ц1внт зовн1пшього теплообм1ну 11 мало залежить в!д х1м1чно1 природа поглинуто1 речовини.

Законоы1рност1 адсорбцИ ы1целоутворяючих рвчошш на пористых пол1ыврних сорбентах 0ск1льки пол1мерн1 сорбенти в б1лыпост1 в мезопористими.то ц1каво було провести цикл досл1джень по пор1внянню адсорбц!й1шх властивостей пол1мерних та вуглецевих сорбент1в по в1дношенню до ПАР та барвник1в( табл.8).1з наведених даних видно, що вмк1сть пол1мерних сорбент1в перевицув емк1сть вуглецевих.Це св1дчить про перспективн1сть використашш пол1мерних сорбент1в для вилучення з водних розчин1в орган1чних речовин 1з знач!шми розм1рами молекул.

Таблиця 8

Пор1вняння адсорбц1Иних властивостей пол1мврних 1 вуглецевих сорбент!в

Адсорбент Значения гранично! адсорбц1йно! емкост!,моль/кг

ОП -10 МБИа БТС БКЗ

Пол1сорб 40/100 - - 0,09 0,15

Пол1сорб 60/100 0,36 0,18 0,14 0,20

ИоГаШе ЕР-60 0,53 0,21 - -

Ю1аШв ЕР-61 0,42 0,24 - -

ВугШя НАД 0,33 0,24 0,10* 0,12*

Активней антрацит 0,31 0,23 - -

Вуг1лля СКТ - - 0,05* 0,05*

-л1тературн1 дан1. ОКЗИа-додецилсульфат натр1ю,

БТС ч5|юмтимоловий син1й; БКЗ-бромкрезоловий зелений

Рис.З 1зотерми адсорбцИ тритон 1в Х-100(а),Х-305(б) та Х-405(в) на гл!дедилметакрилатних сорбентах

1-пол1сорб С-5, 2-пол1сорб С-60, 3—пол1сорб С-70 Було вйвчено специф1ку поглинання ПАР ( на приклад! тритон!в) пол1мерними кетакрилатними сорбентами в р1вновахних умовах.Вид !зотерм адсорбцИ в1др!зняеться для досл1даених систем (рис.3 ),,що пояснювться р1зним вкладом певних взаамод1й у кожному випадку.Зг1дно теорИ г1дрофобних взавмод1й, максимуми на 1зотермах адсорбцИ спостер1гаються цри певних перевищеннях аначень стандартно! иольно1 , енергП м1целоутворювання над стандартною мольвою енерг1ею адсорбцИ.Проведен! нами розрахунки цих величин п1дтвврдили дану г1тотезу.

Використовуючи встановлен1 законом1рност1, було запропоновано, спос!б реге'нерацИ пол!мерних сорбент!в, насичених не!оногешшми

ПАР з молекулярних розчин1в, 1х м1целярними розчинами.Перевшцення значень стандартно! енвргП м1делоутворюввння . над енерг1ею адсорбцП забезпечув перевагу процесу м1целоутворювання молекул не!оногенних ПАР у розчин1 над процесом Тх адсорбцП пол1сорбом 1 призводить до регенерацП сорбенту за рахунок перерозпод1лу молекул не1оногенних ПАР.

Досл1джено вплив стану молекул не1оногенних ПАР в розчин1 на

1х к1нетичн1 властивост1. Анал1з експериментальних к1нетичних

»

кривих, отриманих при р!зному вм1ст1 молекул та м1цел НПАР у початкових розчинах, дав змогу припустити , що основною одинйцею

переносу при адсорбцП в 1ндив1дуальна молекула, наявн1сть м1цел

%

у розчин1 спов1льнш процес просування 1ндив1дуальних молекул вглиб сорбента.

Було досл1даено адсорбЩю трифен1лметанових барвник1в на пол1мерних сорбентах та встановлено, що величина адсорбцП 1он1в барвник1в складав 60-70% в1д йеличини адсорбцП не1он1зованих молекул.Таким чином, незважаючи на знитення адсорбцП, 11 величина в достатньою для ефективного використшшя пол1мерних сорбент1в у практичних Щлях для вилучення барвник1в з водних розчин1в в широкому 1лтервал1 значень рН .

Зворотн1сть процесу адсорбцП орган1чних барвник1в на пол1сорбах дав змогу використати цей процес для переробки концентрату, що утворюеться при мембранн1Я очистц1 ст1чних вод текстильно1 промисловост1.Проведения цикл1чних процес1в адсорбцП-десорбцП на пол1мерному сорбент1 пол1сорб1 60/100 дав змогу понижувати концентрац1ю забрудгаоючих речовин у мембранному концентрат1 до р1вня 1х вм1сту в ст1чн1й вод1, яка надходить на вузол ф1льтрац11.

Елюентна регенерация пористах пол1ыерних сорбент1в

Основою досл1дкення процесу елюентно! десорбцИ в встановлення законом1рностей р1вноваги при десорбцИ.Було запропоновано спос1б экспериментального визначення 1зотерми десорбцИ орган1чних сполук.Основу методу складав постад1йна обробка насиченого сргс::1":;:ою сполукою пол1сорбу, спочатку -розчююм орган1чно1 речовини в регенерант1, а пот!м-чистим розчинником.Розроблений спос1б дав змогу отримувати 1зотерму десорбцИ у всьому необх1дному 1нтервал1 р1вновакних концентрвц1й,що вакливо для област1 високих значень концентрац1й.

3 позицИ р1вноважно! термодинам1ки було проведено анал1з впливу ф1зико-х1м1чншс характеристик адсорбата та регенеранта на ефективн1сть процесу регенерацИ. За критер1й регенерац1йно1 здатност1 було вибрано величину К*,котра визначавться в1дношенням констант адсорбц1йно1 р1вноваги при адсорбцИ речовини з водного розчину та розчину регенеранта. Отримано вирази для розрахунк1в,як1 дають змогу оц1нювати регенерац1йну здатн!сть одного регенеранта по в1дношенню до пол1сорба, насиченого р1зними адсорбатами, та регенерац1йну здатн1сть р1зних регенерант1в по в!дношенню до сорбента, насиченого одним адсорбатом.

3 метою встановлення впливу функц1ональних груп в сполуц!,котрою було попередньо насичено иол!сорб, на здатн1сть його до регенерацИ, було вим1ряно 1зотерми адсорбцИ пох1дних бензолу з пропанолу-2 на пол1сорб1 60/100.Використовуючи отриман1 результата, а також р1вняння балансу маси.був встановлений сл!дуючий ряд по впливу функц1ональних груп У склад! сполук, котрими насичений сорбент, на здатн!сть

останнього до регенэрацИ:

ОН < Ш2< Ш2< ( С1,НН2) < С1 < ( 2С1.0Н ) Для опису внутр1шньодифуз1йно1 к1нетики десорбцИ з насичених пол1мерних сорбент1в було застосовано п1дх1д, який базуеться на датал1зац11 внутр1шньо1 будови пол1сорб1в та використовув метод в1дпов1дност1.К1нетичн1 параметри при десорбцИ визначалися, як 1 у випадку адсорбцИ, за допомогою методу момент1в, на цей раз з експериментально вим1ряних к1нетичних кривих десорбцИ.Як приклад в табл.9 наведено розрахован! к1нетичн1 параметри для дек1лькох з вивчених систем.

Таблиця 9

Параметри к1нетики десорбцИ н1тробензолу з пол!мерних сорбент!в пропанолом-2

Сорбент Га ИДО3 м т1,<110"3' с та,<110"3' с СЧ м2/с аа,<11018 м^/с

С-5 1,0 0,20 0,50 0,45 3,21 0,42 0,48 0,12 1.6 3,8

40/100 0,45 0,20 0,40 0,58 2,32 0,58 0,50 0,20 1.0 8,5

У-59 0,66 0,20 0,40 0,69 2,26 0,16 0,19 0,0Т 1.2 5,6

Анал1з-отриманих даних дозволяв зробити висновок, що для зерна пол1сорбу з М9ШШ1М екв1валентним рад1усом загальна овидк1сть десорбцИ визначвзться переносом в обох порястих структурах, а для фракцИ з б!льшим екв1валентннм рад1усом визначальним в

перенос в ' транспортн!й порист1й структур1.Пор!вниочи дан!, цо наведен1 в табл.6 та табл.9 , можна константувати, що коеф1ц1енти дифузИ в первинн!Я порист1й структур1 при десорбцИ на два порядки вище ,н!ж при адсорбцИ з водних розчин1в, в той час як коеф1ц1енти дифузИ у вторинн1й порист1й структур! в обох випадках в величинами одного порядку.

На рис.4 представлено кореляцШну залекн1сть коеф1ц1ента дифузИ в первинн1й порист!й структур1 Ба в1д значения 1пГ ( Г- параметр 1зотерми Генр1).Видно, що отримана залежн1сть в л1н!йною в досл1дкуван1Я област1.При зменшенн1 величини адсорбцИ орган1чно1 сполуки у р1вноважних умовах з неводних розчин1в коеф1ц!внти дифузИ при десорбцИ в первинн1й порист1й структур! зростають.

Рис.4 Залехн1сть коеф1ц1енту дифузИ в первинн1й порист1й структур! Ва в!д параметру 1п Г при десорбцИ пропанолом-2

Да Ю1?«'/«

-г« -г» -V .-V -V

I- 2,4-дихлорфенол; 2 - хлорбензол; 3 - п-хлоран1л1н; 4 - ан1л1н; Б - н1тробензол; 6 - бензол; 7- фенол На приклад! елиентно! регенерацИ аЛ1фатичними спиртами пол!сар(

60/100, попередньо насиченого н!тробензолом чи бензолом з водних розчин1в, було вивчено вплив властивостей. регенеранта на значения к1нетичних параметр!в при десорбцП. Встановлено, що значения коеф!ц1внт1в дифузП в . транспортам порист1й структур! визначаються в б1льш1Я м!р1

властивостями регенеранта, н!в десорбовано1 сполуки.

0ск1льки елюентна десорбц1я звичайно зд1йснювться в апарат1 з щ1льним шаром, було розроблено метод розрахунку

I

десорбц1йного процесу, що базувться на модел! р!вновакно! динам1ки десорбцП. Використовуючи запропонований п1дх1д, проведено розрахунки вих1дних кривих динам1ки десорбцП.Отримано добре сп1впад1ння розрахункових та експериментальних даних.

Використання процес1в одсорбцИ-десорбцП оргап!чннх розчинених речовип на пол1иерних сорбентах в практичных ц1лях

0триман1 результата щодо законом1рностей

адсорбц1йно-десорбц1йних процес1в в систем1:водний розчин орган1чно1 речовини - пол1мерний сорбент в р1вноважних та нер!вноваиних умовах було використано при розробц1 технолог!!! очистки води.

Критичний анал1з даних л1тератури в1дносно р1зних п1дход1в та метод1в доочистки питно! води дозволив встановити перспективн1сть використання апарат!в середньо1 продуктивност1 для Щлей п1дготовки питно! води для шк1л, дитячих садк1в,ферм, в1йськових казарм тощо.Провэден1 нами досл1дкення дали змогу встановити необх1дн1сть застосування пол1мерних сорбент1в в адсорбц!йному блоц! апарату доочистки питно! води,

коли одними з пр1оритетних забруднень питно1 води в речовини з великими розм1рами молекул, наприклад ПАР.Встановлено, що пол1мерний сорбент поролас Т мохе бути рекомендований для використання в навантакенн1 адсорбцШного блоку апарату на першому ступен1 очистки.Розроблено технолог1чний регламент роботи адсорбц1йного блоку апарату середньо! продуктивность Модельний зразок адсорбцШюго блоку апарату пройшов випробування, результата яких св1дчать про ефективн1сть доочистки питно! води розробленим методом.

0сновн1 результата ,отриман1 при вивченн! властивостей пол1мерних сорбент1в,дозволили зробити висновок про те.що цей клас адсорбент1в особливо ефективно застосовувати для очистки локалышх йоток1в ст1чних вод,коли разом з очисткою необх1дна утил1зац1я поглинутих компонент1в.

Була розроблена типова схема очистки локалышх поток1в ст1чних вод в1д ц1нних ' орган1чних речовин з використанням пол1мерних сорбент1в.Технолог1я передбачав стад1ю очистки ст1чного потоку, регенерац1ю в1дпрацьованого сорбента орган1чним розчинником та утил1зац1ю речовини, що була адсорбована. Адсорбентами в схем1 мохуть бути використан1 пол1сорб 40/100,60/100 та поролас Т. Стад1ю регенерацИ насичених сорбент1в сл1д зд1йснювати орган1чними розчинниками, як1 зм1шуються з водою ( етанолом, пропанолом-2, ацетоном).Запропонована схема була опрацьована для очистки локальних поток1в ст1чних вод в1д п-хлорбензолсульфам1ду, базаграну,2,4-дихлорфеноксиоцтово1 кислота.В ус1х випадках використання пол1мерних сорбент1в дав змогу не лише ефективно знешкодхувата ст1чн! води до задано! глибини очистки, а й

утап1зувати ц1нн1 кошоненги.

Технолог1чний цикл виробництва п-хлорбензолсульфам1ду дав змогу створити малов1дходну технолог1чну схему очистки ctí4hhx вод данного виробництва. Було вивчено умови регенерацИ пол1сорбу 40/100, насиченого п-хлорбензолсульфам1дом, розчинаыи г1дроксиду натр1ю та встановлено, що застосування розчин1в з концентрац1ею 200 кг/м3 при тешератур1 70-80°С дав змогу добивагися майке повно1 регенерацИ насиченого пол1сорбу. При цьому в1дпрацьовашй регенерац1йний розчин та промивн1 води використовуються в данному виробництв! при отриманн1 монохлорам1лу, чим досягавться малов1дходн1сть процесу.

Дощо 1лшй вар1ант тохнолог1чно1 схеми очистки з використанням пол1мерних сорбант1в було розроблено для очистки ст1чних вод виробництва пентахлорфеноляту натр1ю.При розроОЩ схеми иеобх1дно було передбачити максимальна зниження навантакення на сорбц1йний ф1льтр з метов зб1льшення пер!оду floro ы1ярегенерац1Яно1 робота.Для цього було застосовано значке зниження розчинпост1 пентахлорфенолу при р1зних значениях рН розчину.Результата досл1дкень такой показали, що ефективним . регенератом пол1сорбу, насиченого

пентахлорфенолом, в г1дроксид натр!я з концентрацию 20 кг/м3. Проведено розрахунки динам 1кн десорбцИ пол1сорбу, насиченого пентахлорфенолом, вяд1лено область регенератйтптх розчин1в, як1 п1длягають бвзпосервдн1й утил1зац11.Розроблено технолоПчну схему очистка, яка передбачав утил1зац1ю поглиненого пентахлорфенолу у вигляд1 иатр1евоХ сол1 та багаторазове використання коагулянта.

Результата досл!джань по практичному використанню пол!мер-

них сорбент1в в технолог1чних схемах очистки "ст1чних вод були використан1 при розробц1 еих1дних даних для проектуванн локальних очисних споруд для раду х1м1чних п1дприемств.

0ск1льки пол1мерн1 сорбента мають 1нертну поверхню, отриман! законом1рност1 по елюентнШ десорбцИ пол1мерни сорбент1в дозволяють к1льк1сно прорахувати весь проце регенерацИ, то доречно провести зам1ну активованого вуг1лл на пол1ыерн1 сорбента у процесах б1осорбц11.При так1й зам1н вдаеться уникати окислешя поглинутих сорбентом орган1чни речовин (наприклад, ароматичних ам1н1в, альдег1д1в), що част спостер1гаеться на активованому вуг1лл1 нав1ть при в1дсутност б1олог1чних культур.Кр1м цього, використання пол1мерни сорбент1в дае змогу к1льк1сно розд1лити процеси сорбцИ т б1орегенерац11.Проведено нами моделювання процесу б1осорбц1 культурою Р.риНйа ан1л1ну, поглиненого пол1сорбом 40/100 базувалося на п1дход1,зг1дно з яким основна к1льк1ст орган1чно1 речовини спочатку адсорбуеться, а пот1 в1дбуваеться пов1льна деградац1я речовшш в адсорбованом станД.Експаримэнтально вим1ряна та теоретично розрахован к1нетична крива б1одеструкц!1 добре узгоджуються, що св1дчит на користь коректност1 розробленого п1дходу.

Встановлэн1 законом1рност1 десорбц1йних процес1в було вико ристано для розробки способу вилучення сапон1ну (цЬшого рос-линного препарату) 1з в1дход1в цукрового виробництва. В звлропонованому спосо01 сапон1н концентрують з лукних ектрак-т1в адсорбц1ею на пол1мэрному сорбент1 пол1сорб1 40/100 чи 60/100.0туп1нь вилучення вдалося значно п1двищити за рахунок вид1лення облает! регенерацШшх розчиШн для' утил1эвц11.

ОСНОВН1 вшговки В дисертац1йн1й робот! розвинуто перспективний нвуковий прямок в коло!дн!й х1м11 адсорбц!йних явищ - адсорбц!йнб-сор0ц1йн1 процеси в систем1: розчинена орган1чна речовина -ристай пол1мврний сорбент.В результат! систематачних сл1дк9нь проведено узагальнення широкого кола сперименталышх даних по р1вноваз! та к!нетиц1 адсорбц11 1 сорбц!!, обгрунтован1 адекватн! теоретичн1 мрдел1 даних оцес!в.Результата, отриман! при виконанн! дано1 робота, айшли застосування на практиц!.Для вир1шення поставлених вдань:

озроблено нов! експериментальн1 метода для оц1нки пористо1 труктури та адсорбц!йно-десорбц!йних властавостей пол!сорб1в; им!ряно !зотерми адсорбц!! орган!чних речовин, ПАР, арвник!в та 1х сум1шей на сер!1 г1дрофобних та г1дроф1льних ол1мерних сорбент1в;

озроблено метода визначення параметр1в 1зотерм адсорбц!1 ндив1дуальних речовин та 1х сум1шей на пол1сорбах; озраховано параметри к1нетики !зотерм!чно! та не!зотерм1чно! дсорбц!!;

становлено законом1рност1 десорбц1йних процес!в. Результата проведених досл1джень дозволяють сформулювати к1 основн1 висновки:

Обгрунтовано критерП ц1леспрямованого синтезу пол1иерних рбент1в на основ1 досл1дження зм1ни структури та ;сорбц1йних властавостей пол1сорб1в за рахунок умов 1х нтезу.

Розроблено нов! п!дходи до оц!шси параметр!в пористо! структури

та адсорбц1йно-десорбц1йних властивостей пол1сорб1в: спос1б визначення сервднього розм1ру пор пол1мерного сорбента, метод оц1нки властивостей поверхн1 пол1сор01в, спос1б експериментального виглршання 1зотерми десорбцИ. З.Запропонована нова методшса одночасного визначення параметр1в адсорбп1йнп? г1вноваги:емкост1 моношару, константа р1вияння пол1молекулярно1 адсорбцИ, показника степен! на основ1 використання модиф1кованого рЛвняння пол1молекулярно1 адсорбцИ.Для досл1даених систем встановлено, що показник степен1 п зм1нювться в маках 0,1-0,9.

4.Узагальнено вшшв р1зних умов переб1гу процесу адсорбцИ на пол1сорбах ( рН роачину, температури процесу, наявност1 неорган1чшх солей) на ефективн1сть адсорбцШного вилучення низькомолекулярних орган1чних речовин.Розраховано термодина-м1чн1 характеристики процесу адсорбцИ.

б.Розроблено п1дх1д для моделивання адсорбцИ б1нарних сум1шей, який дав змогу прогнозувати законом1рност1 поглинання орган1чних речовин а двокошюнентних фаз при наявност1 даних про 1ндив1дуальн1 1зотерми адсорбцИ речовин та про парц1альн! 1зотерми адсорбцИ компонент1в базово! сум1и1.

6.Доказано, що при розрахунках к1нетики адсорбцИ орган1чних речовин та 1х сум1шей на пол1сорбах сл!д використовувати модель б1пористого сорбента.Розраховано значения к1нетичних параметр1в при адсорбцИ на Пдрофобних та г1дроф1льних шл1мерних сорбентах.Встановлено, що в1 змэишенням розм1ру зерна пол1мерних сорбент1в роль дифузИ в м1кропористих агломератах зростаз..

7.Вперше проанал1зовано вклад теплових ефект1в в загальний масоперенос при поглинанн! розч1шених у вод! орган!чних

речовин на основ1 сп1льного анал1зу к1нетичних та калориметричних вим1рювань.Цей вклад проявляеться в спов1льненн1 адсорбцШного процесу за рахунок розс1ювання теплота адсорбцП.

8.Доказано,що у систем1 водний розчин- ПАР-пол1мерний сорбент в1дбувавться конкуренц1я в р1вновакному розпод1яенн1 молекул ПАР м1ж фазою сорбента та м!целярнов фазою,що призводить до р1зних форм 1зотерм адсорбцП.Одиницею переносу маси при поглинанн1 ПАР в 1ндав1дуалъна молекула.

Э.Встановлено основн1 законом1рност1 олюентно1 регенерацП пол1мерних сорбент1в.На основ1 термодинам1чно1 оЩнки процесу виявлено, що р9генерац1йна здатн1сть регенеранта зростае з1 зб1льшенням мольного об'ему адсорбата.Встановлено ряд по впливу функц1ональних груп десорбованих сполук на здатнЮть сорбента, насиченого цими речовинами, до регенерацП.

10.Доказано, що у загальному випадку моделювання нер1вновакних процес1в' при десорбцИ орган1чних речовин 1з пол1сорб1в сл1д проводити з використанням сп1вв1дношень для б1лористого сорбента та метода в1дпов1дност1.Встановлено, що для вивчених систем коеф1ц18нти переносу в горвинн1й порист1й структур1 при десорбцП на два порядки нище, н1к при адсорбцП, в той час як в1дпов1дн1 коеф1ц1внти переносу в транспортам порист1й систем1 при десорбцП та адсорбцП в величинами одного порядку.

11.На основ1 отриманих -законом1рностей адсорбц1йно-десорбц1йних

процес1в на пол1мерних сорбентах розроблено п1дходи для 1х

практичного використання: в апарат1 доочистки питно! води

середньо1 продуктивност!;в технолог1чних схемах очистки ст1чних

вод в1д Щнних орган1чних сполук ; для переробки мембранного

концентрату; як носИв в процесах 01осорбц1йно1 очистки; для

39

концентрування та вилучення Щнних рослинних препарат 1в.

OCHOBHI РЕЗУЛЬТлТИ ДИСЕРТАЦ11 ВШШДЕНО У РОБОТАХ:

1. Подле снш В.В.Адсорбционное равнсьеоие растворенных органических веществ на полнебах // Коллоида, курн. - 1985. - Т.47, N 3.-С.821-624.

2.Подлесиок (Полякова) В.В. Регенерация полисорба С этанолом после адсорбции анилина и нитробензола из водных растворов // Химия и технология воды. - 1982.-Т.4,N 4.-е 307-308.

" 3.Podlesnyuk V.V.Polymeric Sorbents and New Technologies for Waate Water Purlilcatlon//Proc.1th Hungarian-Ukrainian Conf. on Carpathian Euroregion Ecology.-Uzhorod,1994.-V.2,P.77.

4.Подлеснюк B.B., Левченко T.M. Адсорбция органических веществ на пористых полимерных адсорбентах (Обзор литературы)// Химия и технология вода.-1983.-Т.5,N4.-С.305-315.

б.Подлеснюк В.В., Клименко H.A. Экстракционные методы регенерации адсорбентов (Обзор литературы) // Химия и технология, воды.- I988.-Т.10,N 4.-С.303-31I.

6.Гончарук В.В.,Подлесник В.В.,Фридман Л.Е.,Рода И.Г. Научные и прикладные аспекты подготовки питьевой воды (Обзор литературы) // Химия и технология воды.-1992.-Т.14, N7.-С.506-525.

7.Когановський О.Ы., Левченко Т.М., П1дл1снюк В.В. Перспективи використання синтетичних пол1мерких адсорбент1в для очистки ст1чних вод в1д орган1чних сполук // В1сник АН УРСР. -1983.. •N10.-С.44-48.

в.Марутовсысий P.M., П1дл1сшок В.В., Левченко Т.Н., Коганов-сышй O.U. Внутр1шньодифуз1йна к1натика идсорбц! 1 орган1чних сполук 1з водних розчин1в на пористих пол1мерних матер 1нлах/,А Доп.АН УРСР.Сер.B-1984.-N2.-С.36-40.

9 .Подлеснюк B.B..Левченко Т.М. Исследование адсорбции . красителей на полисорбе 40/100 из водных растворов // Химия и технология воды.-1985.- T.7.HI.-C.3-5. . .

Ю.Подлеснюк В.В.,Левченко Т.М., Марутовский P.M., Когановс-кий A.M. Адсорбция растворенных органических веществ на пористых полимерных материалах // Теор. и эксперт*.химия -1985.- T.2I.N 3.- С.378-381.

11.Марутовский P.M., Подлеснюк В.В. Модель ступенчато-противо-

1

точной адсорбции органических веществ из водных растворов в реакторах-смесителях в случае адсорбентов с бидисперсйой структурой // Химия и технология вода.-1986.-Т.8,N4.-СЛ0-13

12.Шварцман Е.С., Подлеснюк В.В., Левченко Т.М..Клименко H.A. Адсорбция поверхностно-активных веществ из водных растворов на пористых полимерных и углеродных сорбентах // Химия и технология воды.-1987.-Т.9,N1.-С.26-27.

13.Каганов В.Я., Зайдель А., Подлеснюк В.В. Метод расчета изотер* адсорбции многокомпонентных смесей // Химия и техно- , логия воды.-1987.-Т.9, N 3.-С.204-205.

14.!Шшгер О.С., П1дл1снюк В.В.,Марутовський P.M..Клименко H.A., Левченко Т.М. Вилучення сильнорозчинних у вод! орган1чних ре-човин пол1мерними сорбентами // Доп.АН yPCP.Cep.B-I988.-NI.-С.55-57.

15.Подлеснш В.В., Левченко Т.М. Адсорбция растворенных органических веществ полимерными сорбентами // В кн. "Адсорбция и адсорбенты" Груды VI Всесоюзной конференции по теоретическим вопросам адсорбции .-М.:Наука, 1987.- с.256.

16.Подлеснюк В.В., Левченко Т.М. Безотходная технология очистки сточных вод производства п-хлорбензолсульфамида // Химия и технология воды.-1988.- Т.10,N4.-С.340-342.

17.Брик М.Т., Шлюгер О.С., П1дл1снюк В.В., Клименко H.A.,Корниенко P.A. Порист1 пол1мерн1 сорбента для вилучення орГан1ч-них речовин з водних розчин1в // Укр. х!м.журн.~ 1988.-N 9-С.999-1001.

18.Фридман Л.Е., Подлеснюк В.Е..Югтленко H.A. Теоретаческвя модель динамики элгвнтчоЧ равновесной десорбции //Химия и технология воды.-1989.- т.II,Ы5.-с.390-392.

19.Radeke К.-Н.,Junge Н..Seidel А.,Redlich Ch..Marutovsky R.M., Podlesnyuk V.V.,Sluger E.S. Adsorption of organics fron aqueous solutions onto synthetic adsorption resins // Proc.. 5th Conf. on Appl. Chemistry,Unit Operations and Processes -Balatoniured,Hungary.-1989,V.1.-P.117-122.

20.Клименко h.A., Подлеснюк B.B., Фридман JI.E., Киевский U.K. Технология локальной очистки сточных вод производства пентахлорфенолята натрия // Химия и технология води.-1989.-Т.II,Н7.-С.636-639.

21.Podleanyuk V.V., Varel L. Sorpcni metody odstranovanl barviv v praxiclsteni odpadnich vod//Proc.Conf."Aqua'Sg"-Karlovy Vary,Czechoslovakia.-1989,V.3.-S.114-121.

22.Radeke R.-H., Junge H., Seidel A., Marutovsky R.M., Podlesnyuk V.V., Sluger E.S. Adsorption von in Wasser Gelosten organischen Stoffen an Synthetischen Adsorberpolymeren I.Adsorptionsgluichgewlchte //Chem.Technol.-1990.-V.42, N 8. -S.335-338.

23.Фридман Л.E., Подлеснюк B.B..Марутовский P.M., Клименко H.A. Определение кинетических параметров при элюентной десорбции синтетических полимерных сорбентов // Химия и технология воды.-1990.-Т.12,N2.-С.114-118.

24.Клименко H.A., Фр1дман Л.И., П1дл1снюк п.В. Тирмодинам1чиа

оц1нка процесу равновакно1 елюентно! регенерацП адсорбент1в // Доп..АН yPCP.Cep.B.-I990.-N 3.-С.32-34.

25.Фридман Л.Е., Подлеснюк В.В., Клименко H.A. Оценка регенери-руемооти насыщенных полимерных сорбентов по изотермам адсорбции из наводных растворов // Химия и технология воды.-1990.-Т.12, N5.-С.451-452.

26.Фридман Л.Е., Подлеснюк В.В. Закономерности массопроводности при элюентной десорбции алифатическими спиртами насыщенных полимерных сорбентов // Химия и технология воды.-1990.-ТЛ2, N8.-С.710-712.

27.Фридман Л.Е., Подлеснюк В.В., Марутовский P.M. Кинетика элюентной десорбции органических веществ,адсорбированных синтетическими полимерными сорбентами // Журн. <}из.химии.-1990.-T.64.NII.-C.3II8-3I2I.

28.Подлеснюк В.В.,Градил И..Клименко H.A., Швец Ф..Фридман Л.Е. Равновесная адсорбция некоторых производных бензола и неио-ногенных ПАВ на глицедилметакрилатных сорбентах различного типа // Химия и технология воды.-1991.-Т.13,И 5.- С.415-419.

29.Подлеснюк В.В., Фридман Л.Е., Митченко Т.Е., Савчина Л.А., Постолов Л.Е. Адсорбционная очистка сточных вод химического предприятия с использованием сочетания различных видов сор-бентов//Химия и технология воды.- I99I.-T.I3.N.6.-C.503-506.

30.Юшменно H.A., Подлеснюк В.В., Градил И., Швец Ф. Адсорбция неионогенных ПАВ на пористых метакрилатных сорбентах // Коллоида, нурн.-I99I-T.53,N4.-С.748-752.

31.Подлеснюк В.В., Клименко H.A., Фридман Л.Е., Градил И., Швец Ф. Закономерности внутридшМузионной кинетики адсорбции неионогенных ПАВ из водных растворов на пористых метакрилатных сорбентах // Коллоидн.журн. - 1991.- T.53.N6.-

.С .1075-1078.

32.НгасШ . J., Svec F., Podlesnyuk V.V., Uarutovsklj R.M., Friedman I.E, Klimenko N.A. Sorption and Desorptlon of Organic Compounds by Synthetic Polymeric Sorbenta // Ind.Eng.Chem.Res.-1991.-v.30, N 8.-p.1926-1931.

33.Фридман Л.Е., Подлеснюк В.В., Митченко Т.Е. Адсорбция органических веществ из родных растворов на гидрофобном полимерном сорбенте "поролас Т"//Химия и технология воды.-1991-Т.13,N11.-С.974-977.

34.Фридман Л.Е., Подлеснюк В.В., Фесенко Е.А.,Градил И. Оценка степени гидрофобцости метакрилатных полимерных сорбентов по адсорбции из водных растворов // Химия и технология воды.-1992.-Т.14,N II.-С.810-812.

35.Подлеснюк В.В., Марутовский P.M., Фридман Л.Е. Адсорбционное равновесие ограниченно растворимых веществ на пористых полимерных адсорбентах // Жури. физ.химии.-1992.-Т.66, N11.-С.2775-2778.

36.Hradll J., Srec F., Podlesnyuk V.V., MarutovsklJ R.M., Frldman I.E. Sorption and desorptlon of organic compounds by methacrylate polymeric sorbenta // Book of Abstracts of 34th IUPAC Intern. Symp.on Macromolecules.-Prague,1992.-6-P17.

37.Подлеснюк В.В., Фесенко Е.А., Клименко Н.А. Адсорбция бинарных эквимолярных смесей некоторых производных бензола из водных растворов на полимерных сорбентах с различным химиче-

, ским составом//Химия и технология воды-1994.-Т.16,* 1-С.6-11

38.Подлеснюк В.В., Фридман Л.Е., Фесенко Е.А. Адсорбционное равновесие бинарных' смесей органических веществ из' водных растворов на полимерных сорбентах // Хурн. физ.химии.-I994.-Т.68,N 8.-О.1440-1442.

39.Podlesnyuk V.V., Marutovsky R.M., Fesenko E.A.,Radeke K.-H.' • Abschätzung der Hudrophobizität von Adsorberpolymeren und Aktivkolen aus Adsorptlonsmessungen // Chem. Technik.- • 1994 V.46.N 5.- S.269-270.

40.Podlesnyuk V.V., Marutovsky R.M., Savchlna L.A., Radeke K.-H. Zur Temperaturabhanglgkelt der Adsorption Organischer Wasserchadstoffe an dem Adsorberpolymer Woiatlt EP-63 // Chem.Technik.-1994.-V.46,N 6.-S.343-345.

41.Клименко H.A., Подлеснш B.B..Фридман Л.Е.,Градил И.,Швец Ф. Влияние природа поверхности гидрофильных полимерных сорбен-товна их адсорбционные свойства по отношении к растворенным в врде органическим веществам // В кн.:"Современные проблемы теории адсорбции", Труды VII Мевд. конф. по теор.вопросам адсорбции. -М.:ПАИСМ,1995.-Т.I,С.123-125.

42.Фридман Л.Е., Подлеснш В.В. .Клименко H.A. Термодинамическая оценка адсорбциошо-десорбционных процессов при элюентной регенерации синтетических полимерных сорбентов // В кн. "Современные проблемы теории адсорбции".Труда VII Меяд.конф. по теор. вопросам адсорбции.-М.:ПАИМС,1995.-т.2,с.326-329.

43.Подлеснюк В.В., Клименко H.A., Градил И, Фесенко H.A. Адсорбция органических веществ из водных растворов пористыми терполимврами на основе етилендиметакрилата // Химия и технология вода. - 1995.-Т.17, Я 3.-С.227-231 .

44.Podlesnyuk V.V., Marutovsky R.M., Savchlna L.А.,Radeke K.-H. Einfluß von anorganischen Salzen auf die Adsorption organl-cher Schadstoffe am Adsorberpolymer EP-63 // Chem.' Techik.-1995.-V.47,H1 .-S.38-40.

45.Клименко H.A., Подлеснш B.B., Савчина Л.А. Адсорбция слабых органических электролитов на гидрофобных полимерных сорбен-

тах в присутствии неорганических солей // Химия и технология воды.-1995.-Т.17,N 4.-С.339-343.

46.Подлеснюк В.В., Клименко H.A., Фесенко Е.А., Савчина Л.А. Температурная зависимость адсорбции некоторых производных бензола из их водных растворов на гидрофобных и гидрофильных полимерных сорбентах // Химия и технология вода.-1996.-т.18, N1.-С.64-67.

/

47.A.C.N II43694(СССР) Способ очистки сточных вод от органических веществ / В.В.Подлеснюк, Т.М.Левченко, А.М.Когановский, И.Г.Рода,М.И.Киевский- Опубл. БИ,1985,Ш,с.84.

48.A.C.N 1325330 (СССР) Способ определения среднего размера пор полимерного сорбента/Т.М.Левченко,В.В.Подлеснюк,P.M.Марутов-ский-Опубл. БИ.1987, N27, с.159.

49.A.C.N I5II259(CCCP) Способ получения сорбента для извлечения неионогенных поверхностно-активных веществ и производных ароматических соединений /М.Т.Брык,И.А.Агеева,Р.А.Корниенко, Е.С.Шлюгер, P.M.Марутовский, В.В.Подлеснюк, Т.М.Левченко, Н.А.Клименко, И.А.Атаманенко, В.Ф.Резаненко, И.С.Ермоленко-Опубл. БИ,1989,N36,с.117.

50.A.C.N 1632948(СССР) Способ очистки сточных вод от пентахлор-фенолята натрия / Клименко H.A.,Фридман Л.Е..Подлеснюк В.В., Рода И.Г., Марутовский P.M., Канинская Р.Л., Киевский М.И., Фомкин В.А..Гришин В.А.-Опубл. БИ ,I99I,N9,c.90.

51.A.C.N 1659836 (СССР) Способ определения изотермы десорбции органических соединений // Фридман Л.Е., Подлеснюк В.В., Клименко H.A..Марутовский P.M..Киевский М.И.-Опубл. БИ.1991, N24.с.155.

52.Способ получения сапонина сахарной свеклы / В.В.Подлеснюк, А.И.Кошулько, Ю.И.Быстревский // Положительное решение

Всероссийск. научно-исслед.института гос.патент.экспертизы о выдаче А.с. по заявке N 94036740/04 от 20.07.1995.

53.A.C.NI70362I (СССР) Способ регенерации полисорбов,отработанных при очистке сточных вод от неионогенных поверхностно-активных веществ / В.В.Подлеснюк,Н.А.Клименко,И.Градил,Ф.Швец-0публ.БИ,1992,Ш,с.И0.

54.Pat.CSFR .PV 3892-89.

Hradll J., Svec F., Podlesnyuk V.V., Kllmenko N.A. Zpusob odatranovani povrchove aktlvnlch latek z vodnych roztoku.

SUMMARY

Valentina Pldllanyuk Adsorptlon-desorptlon processes In the system: soluble organic substance- porous polymeric sorbent. Manuscript.Dissertation for competition for a degree of Doctor Science (Chemistry).Specialities 02.00.11-Colloldal Chemistry and 02.00.23-Envlronmental Science and Rational Use of Nature Resources.Instltute of Colloid & Water Chemistry National Academy of Science of Ukralne.Kl3Y.1996.

63 scientific actlcles are defended which are devoted to the development of perspective scientific direction: adsorptlon-desorptlon processes ontp new type of sorbenta -porous polymeric materials.The systematic researches of adsorptlon-desorptlon behaviour of hydrophobic and hydrophlllc polysorbs have been done in equilibrium and non-equillbrlum conditions. А пен approaches to the рогоиз structure definition and adsorptlon-desorptlon properties testing have been proposed.A new methods for adsorption equilibrium parameters calculation for individual substances and their binar mixtures have been described.The parameters of lsotheralc and rmri-tnothermlc kinetic of acLsorptlon have been calculated.The

eluent desorptlon process has been lnvestlgated.Approaches for porous polymeric sorbents uses for drinking water purification, for wastewaters treatment are demonstrated.

АННОТАЦИЯ

Подлеснюк В.В. Адсорбциощю-десорОционные процессы в системе: растворешое органическое вещество-пористый полимерный сорбент.

Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук по специальностям 02.00.II-коллоидная химия и 02.00.23-охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов.

Защищается 63 научные работы, в которых развито перспективное научное направление - адссрбционно-десорбционные процессы на новом типе сорбентов - пористых полимерных материалах. Разработаны новые вкспериыентальные методы оценки пористой структуры и адсорбционно-де сорбционных свойств полисорбов,изучено адсорбционное поведение при поглощении низкомолекулярних органических веществ, ПАВ,красителей, их бинарных' смесей различными классами полимерных сорбентов, обоснованы адекватные теоретические модели процессов адсорбции на полисорбах из водных растворов,рассчитаны параметры изотермической и неизотермической кинетики адсорбции, установлены закономерности десорбционных процессов.Разработаны подходы к практическому использовании полимерных сорбентов: в ашарате доочистки питьевой воды средней производительности, в технологических схемах очистки сточных вод.

Ключов! слова:адсорбц1я,десорбц1я, розчин, пол1сорб,к1натика, . теплов1 ефекти,суы1ш ,'доочистка питно! води,очистка с'Нчних под.