Физико-химия адсорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А

Шачнева, Евгения Юрьевна

Физико-химия адсорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Шачнева, Евгения Юрьевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Астрахань МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Физико-химия адсорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А»

Автореферат диссертации на тему "Физико-химия адсорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А"

ШАЧНЕВА ЕВГЕНИЯ ЮРЬЕВНА

ФИЗИКО-ХИМИЯ АДСОРБЦИИ ФЛОКУЛЯНТОВ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СОРБЕНТЕ СВ-1-А

Специальность 02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Махачкала - 2011

1 7 щр ?011

4840967

Работа выполнена на кафедре аналитической и физической химии ФГОП «Астраханский государственный университет»

Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор Алыков Нариман Мирзаевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Хентов Виктор Яковлевич (ЮРГТУ, г. Новочеркасск)

доктор физико-математических наук, первый зам. председателя ДНЦ РАН Гафуров Малик Магомедович

Ведущая организация: ОГОУ ВПО «Астраханский инженерно-

строительный институт»

Защита состоится 18 марта 2011 года в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.053.06 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата химических наук при Дагестанском государственном университете по адресу: 367001, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, 43а, химический факультет, аудитория 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 367001, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, 43а, Дагестанский государственный университет; факс (8722) 68-23-26; e-mail: hmgas@mail.ru.

Автореферат разослан 17 февраля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук, доцент

Гасанова Х.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Среди распространенных загрязнителей природных вод значительное место занимают синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и флокулянты.

Использование флокулянтов и поверхностно-активных веществ определяется их поверхностной активностью, структурой адсорбционных слоев и объемными свойствами растворов, их используют в качестве дис-пергаторов при измельчении твердых тел, бурении твердых пород (понизители твердости), для улучшения смазочного действия, понижения трения и износа, интенсивности нефтеотдачи пластов и т.д.

Наилучшим способом удаления флокулянтов и поверхностно-активных веществ из вод различного происхождения является сорбция. Для очистки вод используется богатый арсенал сорбентов, вместе с тем, если для поверхностно-активных веществ теоретические положения сорбции достаточно хорошо разработаны, то для флокулянтов это новая задача. Нет сведений о сорбции флокулянтов на различных сорбентах, в которых хоть как-то учитывалось бы влияние на сорбцию толщины диффузного слоя и толщины гидратной оболочки частиц. Практически нет исследований по оценке зависимости констант сорбции и энергии взаимодействия частиц в системе сорбент-сорбат и сорбент-сорбент. Именно эти актуальные задачи решаются в данной работе.

Цель работы - изучение закономерностей адсорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А.

Для решения поставленной задачи проводились следующие исследования:

- разработка физико-химических основ получения нового сорбента СВ-1-А и изучение его характеристик;

- изучение физико-химических характеристик водных растворов флокулянтов серии АК-631(Н-150, КП-1020, А-155, А-930, А-1510, КП-540) в зависимости от ионной силы раствора;

- изучение изотерм сорбции и термодинамических характеристик сорб-ционных процессов (изменение энтальпии, изобарно-изотермического потенциала и энтропии сорбции);

- изучение кинетики сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А;

- изучение влияния ионной силы растворов на динамику сорбционных процессов и основные термодинамические характеристики;

- возможность очистки воды от флокулянтов, на основе акриламида, и поверхностно-активных веществ с использованием сорбента СВ-1-А.

Рассматриваемые проблемы должны стать основой методов сорбции флокулянтов и поверхностно-активных веществ из вод различного происхождения.

Научная новизна. Из опок Астраханской области, портландцемен-та-500 и диоксида марганца создан новый сорбент, который эффективно сорбирует флокулянты на основе акриламида и поверхностно-активные вещества (сорбент СВ-1-А).

На основании теоретических и экспериментальных исследований адсорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А из водных растворов, установлено влияние ионной силы растворов на основные сорбционные характеристики (константы, термодинамические характеристики сорбционных процессов, а также их взаимосвязь с основными физико-химическими характеристиками водных растворов флокулянтов).

Практическая значимость. Разработанный сорбент СВ-1-А использован для сорбции веществ, а также очистки воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ. Кроме того, способ получения сорбента СВ-1-А может быть изменен, с целью получения других сорбентов, с необходимыми свойствами, если вместо диоксида марганца (пиролюзита МпОг) использовать другие окислители или комплексообразователи. Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли применение при чтении лекций и проведении лабораторно - практических занятий учебных курсов «Химия», «Химия окружающей среды» для студентов химического, математического и геолого-гографического факультетов, а также студентов отделения физики и электроники.

На защиту выносятся:

- разработка физико-химических основ получения сорбента СВ-1-А и его основные характеристики;

- результаты изучения физико-химических характеристик водных растворов флокулянтов;

- результаты изучения изотерм сорбции и термодинамики сорбции флокулянтов и поверхностно-активных веществ (на примере неионоген-ных поверхностно-активных веществ) на сорбенте СВ-1-А;

- результаты изучения кинетики сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А;

- результаты изучения влияния ионной силы растворов на динамику сорбционных процессов и основные термодинамические характеристики;

- результаты очистки воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ с использованием сорбента СВ-1-А.

Международная конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии» (Астрахань, 2008), III Международная конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов» (Астрахань, 2009), VIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и научных работников «Геология, география и глобальная энергия: Международные и отечественные технологии освоения природных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2009), Международная научно-практическая конференция «Чистая вода - 2009» (Кемерово, 2009), II Всероссийская научная конференция «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2010), Международная научная конференция «Инновационные технологии в управлении, образовании и промышленности «АСТИНТЕХ-2010» (Астрахань, май 2010), VII Всероссийская интерактивная (с международным участием) конференция молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2010), Научная региональная конференция с международным участием «Химия -2010. Нанохимия» (Дубна, 2010).

В целом, работа доложена на расширенном заседании кафедры аналитической и физической химии Астраханского государственного университета (Астрахань, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ: в том числе 6 статей в журналах и 13 статей и тезисов докладов в материалах Международных и Всероссийских конференций.

Структура и объем работы. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов и списка, используемой литературы из 172 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Содержит 124 рисунка и 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, определена практическая значимость, приведены данные о структуре и объеме работы.

В первой главе представлен обзор строения, свойств, применения флокулянтов и поверхностно-активных веществ в промышленности и быту. Сделан вывод о необходимости изучения адсорбции веществ на сорбенте СВ-1-А.

Во второй главе приведены основные реактивы и приборы, используемые в анализе, характеристика объектов и методов исследования. Представлены экспериментальные методики исследования, способ получения сорбента СВ-1-А, а также основные характеристики сорбента.

В третьей главе приведены результаты изучения физико-химических характеристик водных растворов флокулянтов в зависимости от ионной силы раствора. Представлены результаты сорбции веществ на сорбенте СВ-1-А (предельная емкость сорбента, константы сорбции, тер-

модинамические характеристики сорбции, влияние температуры и ионной силы раствора на динамику сорбционных процессов и основные термодинамические характеристики). Приведены основные параметры кинетики сорбции, а также исследована возможность использования сорбента СВ-1-А для очистки воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Способ получения сорбента СВ-1-А. К 100 г тонкоизмельченной опоки с размерами частиц около 0,01 мм в поперечнике (месторождение с. Каменный Яр Астраханской области) вносят 100 г портландцемента-500, 10 г тонкоизмельченного пиролюзита (МпОг), 25 см3 10 %-ного раствора хлорида натрия, полученную смесь тщательно перемешивают. Массе дают подсохнуть до состояния, когда из нее можно сформовать гранулы, высушивают при температуре 100-105°С, далее дают изделию отвердеть, на что уходит 3-4 суток. Полученный материал выдерживают в воде до тех пор, пока реакция на хлорид-ион будет отрицательной и высушивают при температуре 100-105 °С.

Для создания сорбента с большим числом микропор в смесь «опока -портландцемент-500 - пиролюзит» вносили раствор хлорида натрия. После вымывания хлорида натрия из готового сорбента формируется пористый материал, обладающий высокой сорбционной емкостью и, одновременно, высокой прочностью. Смысл введения пиролюзита заключается в получении сорбента, который окисляет низкомолекулярные органические и неорганические соединения. Выбор окислителя обусловлен тем, что пиролюзит (МпСЬ) представляет собой природный минерал, нерастворимый в воде, обладающий высокой окислительной активностью, низкой себестоимостью.

Основные характеристики сорбента СВ-1-А

Исследование физико-химических свойств сорбента СВ-1-А

включало следующие этапы: определение пористости сорбента по ацетону, суммарного объема пор сорбента по воде (Ксум), содержания влаги в сорбенте и рН водной суспензии сорбента (табл.1).

Диаметр частиц, мм Пористость по ацетону, % Усуы пор по воде х 103, м"3/кг Содержание влаги, % рН водной суспензии

0,001-20 40 0,95 1,0 7,0

Исследование адсорбционно-структурных характеристик сорбента СВ-1-А включало определение удельной поверхности путем исследования адсорбции изопропанола из растворов различной концентрации, а также определение насыпной плотности, истираемости сорбента (табл. 2).

Таблица 2. Основные адсорбционно-структурные характеристики сорбента СВ-1-А

Диаметр частиц, мм Насыпная плотность, г/см3 Истираемость, % Удел, поверхность, м2/г

0,001-20 0,88 0,45 840

Из табл. 1 и 2 видно, что сорбент СВ-1-А обладает высокими адсорбционными характеристиками: высокой пористостью, большой удельной поверхностью (при различном диаметре частиц), что дает возможность считать, что рассматриваемый сорбент можно использовать для сорбции поверхностно-активных веществ и флокулянтов на основе акриламида, представляющих собой частицы больших размеров.

Высокие значения насыпной плотности и истираемости частиц позволяют сделать вывод о том, что частицы сорбента СВ-1-А - это прочные образования, сохраняющие свою форму и размеры при перемешивании, небольших механических воздействиях и при истирании.

Влияние ионной силы растворов на физико-химические характеристики водных растворов флокулянтов

В исследовании использовались флокулянты серии АК-631(Н-150, КП-1020, КП-540, А-155, А-930, А-1510) (ТУ 6-02-00209912-41-94; тех.регламент от 20.06.98 г; изготовитель - ФГУП «Саратовский НИИ Полимеров «ООО «Гель-Сервис» г. Саратов).

Сравнение методов изучения сорбции флокулянта КП-1020 на сорбенте СВ-1-А позволило установить, что значения констант сорбции, основных термодинамических характеристик, констант кинетики сорбции, энергии активации, изменение энтропии образования сорбционных комплексов имеют близкие значения. Вместе с тем, использование спектрофо-тометрии для изучения сорбционных процессов в системе флокулянты-сорбенты имеет ограничение, так как только катионные флокулянты также как и катионные поверхностно-активные вещества способны образовывать с органическими реагентами (индикаторами) в присутствии ионов металлов из представителей р- и /- элементов трехкомпонентные соединения, обладающие характерными полосами светопоглощения. Катионные флокулянты и катионные поверхностно-активные вещества образуют с органическими реагентами, являющимися анионами ионные пары, также как и анионные флокулянты с катионными индикаторами. При формировании ионных пар полоса поглощения индикатора не смещается в какую-либо область спектра, при этом возникает необходимость выделения из растворов с использованием экстракции. В связи с этим, задача исследования сорбции флокулянтов может быть успешно решена с использованием вис-козиметрического метода. Именно вискозиметрический метод был выбран

нами в качестве основы для изучения сорбционных процесса флокулянтов с сорбентов СВ-1-А.

Расчет размеров частиц флокулянтов методом Геллера. Размеры частиц в водно-солевых растворах изучены по методу Геллера. Для описания светорассеяния в коллоидной системе можно воспользоваться эмпирическим уравнением:

А = к-ЯГ\ (1)

где к - константа, не зависящая от длины волны, А - оптическая плотность раствора, X - длина волны падающего света.

Значение показателя степени п зависит от соотношения между размером частицы и длиной волны падающего света, характеризуемого параметром Z:

2 = %к ■ г/Х Р)

где г - радиус частиц, X - среднее значение длины волны падающего излучения.

По величине п находят соответствующее значение X, а затем по формуле (2) рассчитывают средний радиус частиц исследуемой дисперсной системы. На основании полученных результатов были построены зависимости А - ^ X», а с использованием уравнения (2) рассчитаны радиусы частиц (табл. 3).

Флокулянт п X Радиус частиц г, нм

КП-1020 0,5 12,0 224,5

КП-540 0,4 12,5 233,9

А-155 0,5 12,0 224,5

А-1510 0,5 12,0 224,5

А-930 0,4 12,5 233,9

Н-150 0,4 12,5 233,9

Установлено, что ионная сила растворов не влияет на значение радиусов частиц флокулянтов, так как исходя из графических зависимостей, получены равные значения показателя п в уравнении Геллера при всех ионных силах раствора для каждого из флокулянтов этой серии. Это говорит о том, что значение показателя 2 также будет постоянным, а, следовательно, и значения радиусов частиц флокулянтов останутся постоянными.

Толщина диффузного слоя частиц флокулянтов. Для нахождения толщины диффузного слоя было использовано уравнение:

_ /ее°-ДГ

О)

где е - диэлектрическая проницаемость дисперсионной среды; ео - электрическая проницаемость дисперсионной среды; Л=8,313Дж/моль-К; Т= 298К; F= 96500Кл; ц - ионная сила раствора.

Результаты расчетов толщины диффузного слоя частиц флокулянтов при различной ионной силе растворов приведены на рис. 1. Исходя из представленной графической зависимости влияния ионной силы на толщину диффузного слоя частиц флокулянтов при различных температурах,

необходимо отметить следую-L,UM щую зависимость: с увеличени-

ем ионной силы растворов толщина диффузного слоя частиц флокулянтов уменьшается. С ростом температуры, при одинаковой ионной силе растворов, толщина диффузного слоя частиц флокулянтов увеличивается.

_, и Рис. 1. Влияние ионной сипы растворов

и» на толщину диффузного слоя флокулянтов в водных растворах: Д-277 К; а-298 К; о-313 К

Толщина гидратной оболочки. Для определения толщины гидрат-ной оболочки была рассчитана вязкость растворов флокулянтов в зависимости от ионной силы растворов. Для этого измеряли время истечения одинаковых объемов исследуемой жидкости тж и чистой воды тв. Вязкость определяли по формуле:

Л. = п, • —

(4)

Объемную долю дисперсной фазы с гидратными оболочками находили по формуле Эйнштейна:

где т| - вязкость системы с концентрацией <р (г/дм3), rjo - вязкость воды, а - коэффициент формы частиц.

Объемную долю дисперсной фазы без гидратных оболочек (ф1) рассчитывали по формуле:

<Р

^Р + ^Рв > (6)

где ф - концентрация флокулянта (г/дм3), фВ - концентрация воды (г/дм3), р - плотность раствора флокулянта (кг/м3), рв - плотность воды (кг/м3).

Толщину гидратных оболочек частиц флокулянтов рассчитывали по формуле:

5 = Н^ У

где г - радиус частиц, (р1 - объемная доля дисперсной фазы без гид-ратных оболочек, <рг - объемная доля дисперсной фазы с гидратными оболочками.

В качестве примера графическая зависимость изменения вязкости от величины ионной силы раствора для флоку-лянта КП-1020 представлена на рис. 2.

Толщина гидратной оболочки напрямую зависит от вязкости растворов и величины объемной доли дисперсной фазы с гидратными оболочками, которые уменьшаются с увели-и чением ионной силы раство-

Рис.2. Зависимосп> вязкости от ионной ров.

силы растворов фпокуляша КП-1020: Д-277 К; а-298; о-313 К

Как видно из рисунка с увеличением ионной силы растворов величина вязкости растворов уменьшается, толщина гидратных оболочек частиц флокулянтов также равномерно уменьшается.

С увеличением же температуры толщина гидратной оболочки уменьшается, это связано с уменьшением вязкости растворов, как и величины объемной доли дисперсной фазы с гидратными оболочками.

Энергия взаимодействия частиц флокулянтов в водных растворах. Энергию взаимодействия частиц флокулянтов в зависимости от расстояния между ними {И) и при различной ионной силе растворов рассчитывали с использованием уравнения Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО):

и=иэ+иа =2кг0гг<рв2]п(\ + е-*)-^-

12 п

(8)

где иэ - энергия электростатического отталкивания частиц, £/м - энергия их молекулярного притяжения, е0 - электрическая постоянная, е - относительная диэлектрическая проницаемость среды, А - константа Гамакера, параметру = 1/Ь (нм"1), где Ь - толщина диффузного слоя.

Расстояния между поверхностями частиц флокулянтов, нм: И = 2, 5, 10, 20 и 40. Величина потенциал частицы флокулянта, которую лучше всего представлять как величину дзета - потенциала (£= <рв) (100 мВ).

В качестве примера на рис. 3 приведены потенциальные кривые взаимодействия частиц в водном растворе флокулянта КП-1020 при Т=298

К.

Как видно из представленных зависимостей, с увеличением расстояния энергия взаимодействия частиц флокулянтов равномерно увеличивается.

Рис. 3. Зависимость суммарной энергии взаимодействия двух часшц флокулянта КП-1020 от расстояния меэду их повфхностями, при различной ионной силе растворов: 0-0,07; о-0,13; Д-0,26; о-0,52; *-1,04 (7=298 К)

Адсорбция флокулянтов на сорбенте СВ-1-А

По градуировочным графикам, полученным для каждого из флокулянтов, определяли равновесные концентрации исследуемых веществ. Опыты проводили при 277, 298, 313 К. Строили изотермы сорбции в координатах «сорбция Г1- равновесная концентрация с».

Сорбцию (Г) рассчитывали по уравнению:

{C„CJL-c)-V

(9)

Г = -

1000 -т

где С„сх- исходная концентрация сорбата, г/дм"; V - объем исследуемого раствора, см3; с - остаточная (равновесная) концентрация сорбата, г/дм3; т - масса сорбента, г.

Константы сорбции и емкость сорбента (Г„) рассчитывались графическим путем с использованием уравнения Ленгмюра в прямолинейной форме:

!.-_!_ 1 г~г+г-к'

Графическая зависимость

1 /Г = /(1/с)

(10)

выражается прямой, пересе-

кающей ось ординат. Отрезок, отсекаемый от оси ординат, определяет величину, обратную емкости монослоя (1 /1V).

Тангенс угла наклона прямой позволяет найти константу адсорбционного равновесия К:

В качестве примера на рис. 4. приведена зависимость вязкости флокулянта КП-540 от концентрации при 298 К.

Изучение сорбции проводили при температурах Т1=277 К, Т2=298 К, Т3=313 К по изотермам сорбции рассчитаны константы сорбции К\, К2, К3, а по ним изменение энтальпии (АН) и изобарно-изотермического потенциала сорбции (Ай), а также величины изменения энтропии сорбции (Д5) (уравнения 13-15):

Рис. 4. Зависимость вязкости исходного раствора флокулянта КП-540 от концентрации при 298 К

С-10',г/дм°

RTT. In

К,

АН =-

T,-Tt AG, = -RTt In К,

AS _AHj-AGl

(12) (13)

'< , (14)

Результаты опытов и расчетов приведены в табл. 4. Таблица 4. Основные характеристики сорбции флокулянтов на СВ-1-А

Определяемая характеристика Температура, К Флокулянт

Н-150 кп-1020 КП-540 А-155 А-930 А-1510

1 2 3 4 5 6 7 8

Константы сорбции-10"2 277 1,62± 0,16 0,05± 0,005 0,32± 0,03 0,17± 0,01 0,20± 0,02 0,30± 0,03

298 0,81± 0,08 0,10± 0,01 0,40± 0,04 0,57± 0,05 0,40± 0,04 0,47± 0,04

313 0,90± 0,09 0,55± 0,05 1,20± 0,12 0,23± 0,02 0,33± 0,03 0,36± 0,03

-АС, кДж/моль 277 26,98 ±2,60 8,53± 0,80 30,19 ±3,00 11,78 ±1,10 15,89 ±1,50 20,75 ±2,00

298 25,05 ±2,50 13,18 ±1,30 34,18 ±3,40 23,05 ±2,30 21,05 ±2,00 21,97 ±2,00

313 26,94 ±2,60 24,01 ±2,40 52,28 ±5,20 14,60 ±1,40 20,96 ±2,00 21,57 ±2,00

-АН, кДж/моль В пределах от 277 до 313К 3,82± 0,30 8,31± 0,80 1,08± 0,10 3,73± 0,30 5,17± 0,50 4,24± 0,40

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4 5 6 7 8

ДS, Дж-моль/К 277 75,44 ±7,50 0,80± 0,08 10,51 ±1,00 29,06 ±2,90 36,78 ±3,60 55,09 ±5,50

298 71,23 ±7,10 16,33 ±1,60 11,11 ±1,10 64,83 ±6,40 53,29 ±5,30 59,48 ±5,90

313 73,41 ±7,00 50,16 ±5,00 16,36 ±1,60 34,73 ±3,40 50,45 ±5,00 55,36 ±5,50

Емкость сорбента (Л»), мг/г 277 16,60 ±1,60 20,00 ±2,00 10,00 ±1,00 10,00 ±1,00 5,00± 0,50 33,33 ±3,30

298 10,00 ±1,00 50,00 ±5,00 11,10 ±1,10 20,00 ±2,00 50,00 ±5,00 50,00 ±5,00

313 11,10 ±1,10 50,00 ±5,00 14,30 ±1,40 16,60 ±1,60 50,00 ±5,00 45,50 ±4,50

Анализ полученных результатов позволяет сделать заключение о том, что сорбция флокулянтов на сорбенте СВ-1-А возрастает с повышением температуры, что свидетельствует о процессах хемосорбции. Величины изменения изобарно-изотермического потенциала свидетельствуют о самопроизвольном характере процесса сорбции.

Кинетика сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А

Изучение кинетики сорбции флокулянтов включало в себя построение изотерм кинетики сорбции на основании измерения вязкости растворов во времени, расчет констант скорости сорбции, изменение энтропии образования активированного комплекса AS*, что дает возможность сделать выводы о глубине протекания сорбционных процессов и описания устойчивости адсорбционного комплекса.

Константы скоростей сорбции были рассчитаны по формуле:

К Л

1 , (15)

где г)о - исходная динамическая вязкость (Па с); г|, - вязкость в момент времени т (Па-с); т - время (с).

По графикам зависимости Аррениуса в координатах «InÁT - 1/7"» рассчитаны величины энергии активации сорбции (¿'акт), а с использованием уравнения Эйринга рассчитано изменение энтропии образования сорбционных комплексов (ДSf):

дс#

lnPZ0 = 10,36 + 1пГ +-

* , (16)

В (16) PZ[) - предэкспоненциальный фактор в уравнении Аррениуса, AS* - изменение энтропии активации формирования активированного комплекса, R - газовая постоянная, Т - температура.

Результаты расчетов констант скоростей сорбции, Еакт и Лна сорбенте СВ-1-А различных флокулянтов приведены в табл. 5. Таблица 5. Термодинамические характеристики кинетики сорбции флокулянтов на СВ-1-А(и = б, Р = 0,95, 2,57)_

Определяемая характеристика Температура, К Флокулянт

Н-150 КП-1020 КП-540 А-155 А-930 А-1510

Константы скоростей КЛО'2 с"1 при температурах, К 277 2,21± 0,20 1,07* 0,11 1,71± 0,17 1,37± 0,13 1,15± 0,11 1,23± 0,12

298 1,99± 0,19 2,48± 0,20 1,76± 0,17 1,84± 0,18 7,3 5± 0,73 2,86± 0,28

313 1,96± 0,19 2,84± 0,20 1,79± 0,17 1,78± 0,17 6,42± 0,64 1,33± 0,13

Еат, КДЖ/МОЛЬ В пределах от 277 до 313 К 3,80± 0,30 8,30± 0,80 1,10± 0,10 3,75± 0,30 5,20± 0,50 4,24± 0,40

-Д5*, Дж/моль-К 277 2,55± 0,25 2,49± 0,25 2,42± 0,20 2,45± 0,24 2,58± 0,26 2,45± 0,24

298 2,54± 0,25 2,50± 0,25 2,43± 0,24 2,47± 0,24 2,61± 0,26 2,47± 0,24

313 2,53± 0,25 2,51± 0,25 2,44± 0,24 2,46± 0,24 2,59± 0,26 2,46± 0,25

Практически для всех изученных сорбционных процессов характерен достаточно крутой начальный участок изотерм кинетики сорбции. Как видно из результатов опытов, сорбция протекает достаточно быстро, и заканчивается за две минуты, что позволяет сделать вывод о том, что сорбат практически полностью сорбируется на СВ-1 -А.

Величина изменения энтропии сорбции показывает, что вначале формируется неустойчивый адсорбционный комплекс (-Д8*~2,5 Дж/моль-К). Далее происходит переформирование активированного комплекса, в результате чего активированный комплекс становится более устойчивым, этот процесс характеризуется увеличением энтропии. Это может быть связано с аттракционным взаимодействием в среде сорбат - сорбат.

Влияние ионной силы на основные характеристики сорбционных процессов

Изучено влияние ионной силы на основные характеристики сорбционных процессов. Исследование включало в себя построение графических зависимостей влияния ионной силы растворов на константы сорбционного равновесия, основные термодинамические характеристики процессов. Предполагалось, что ионная сила растворов окажет влияние как на физико-химические характеристики водных растворов флокулянтов (толщину диффузного слоя, толщину гидратной оболочки, энергию взаимодействия частиц), так и на основные характеристики сорбционных процессов.

Из представленных ранее результатов видно, что с ростом ионной силы растворов толщина диффузного слоя частиц флокулянтов уменьшается, такая же зависимость наблюдается и с толщиной гидратной оболочки, которая напрямую зависит от вязкости растворов и величины объемной доли дисперсной фазы с гидратными оболочками, которые уменьшаются с увеличением ионной силы растворов.

С увеличением же температуры толщина диффузного слоя частиц флокулянтов увеличивается, толщина гидратной оболочки при этом в основном уменьшается, так как вязкость растворов уменьшается, как и величина объемной доли дисперсной фазы с гидратными оболочками. Эти результаты представлены нами ранее.

На рис. 5-7 представлены графические зависимости влияния ионной силы растворов на основные характеристики сорбционных процессов для флокулянта КП-1020.

Необходимо отметить, что с увеличением температуры величины констант сорбции также увеличиваются, при этом происходит уменьшение величины изобарно-изотермического потенциала, а также энтальпии сорбции, что говорит об образовании более прочных соединений.

К„р«-10"!

4,00 -| 3,50 -3,00 -2,50 -2,00 -1,50 -1,00 -0,50 -0,00 -

-ДС, кДж/моль 50,00 -

40,00 ■

10,00 ■

0,0 ОД 0,4 0,6 0,8

0,00

0,2

Рис. 5. Зависимость констант сорбции от ионной силы растворов флокулянта КП-1020: «-»-298 К; «-»-277 К

-АН, цДж/моль 10,00

Рис. 6. Зависимость величины изобарно-изотермического потенциала от ионной силы растворов флокулянта КП-1020: «-»-298 К; «-»-277 К

Рис. 7. Зависимость изменения энтальпии от ионной силы растворов флокулянта КП-1020

На рис. 8 представлена графическая зависимость влияния толщины диффузного слоя на величину константы сорбции флокулянта КП-1020.

Между константой сорбции и энергией взаимодействия частиц имеется определенная зависимость, чем меньше расстояние между частицами,

тем энергия взаимодействия частиц будет меньше, и при этом константа сорбции также уменьшается.

С увеличением расстояния между частицами в какой-то момент энергия взаимодействия частиц увеличивается и при этом увеличивается константа сорбции.

Коре-ю

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

/ 1-°ч

1.50 / /'\ 4

Д / \

1,00 / \

0,50

о.о» - П-..Д-*'

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,0«

Ь,нм

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00

и-10",Дж

Рис. 8. Зависимость констант сорбции от топ- Рис. 9. Зависимость констант сорбции от энер-щины диффузного слоя флокулянта КП-1020: гии взаимодействия частиц флокулянта КП-«-»-298 К;«-»- 277 К; «•■» - 313 К (Ы),07; Д- 1020 щи Т= 277 К и Ь «-»-2;«-»- 5; «••» -10; 0,13;0-0,26;0-0,52;+-1,04) «-»-20;«-» -40нм(о-0,07;Д-0,13;о-0Д6;0-

0,52; +-1,04)

На рис. 9. приведена зависимость констант сорбции от величины энергии взаимодействия частиц для флокулянта КП-1020 (Г=277К).

-ДН, кДж/моль

-Д11, кДж/моль 10,00 1 8,00 6,00 4,00

2,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00

Рис. 10. Зависимость изменяли энтальпии сорбции от толщины диффузного слоя флокулянта КП-1020: «-»-298 К; «-»- 277 К; «••» -313К(п-0,07;Д-0,13; о-0,26; 0-0,52;+-1,04)

900,00 950,00 1000,00 1050,00 1100,00

6, нм

Рис. 11. Зависимость изменения энтальпии сорбции от толщины гидрашой оболочки флокулянта КП-1020: «-»-298 К;«-»- 277 К; «••» - 313 К (п-0,07; Д-0,13; о-0Дб; 0-0,52; +1,04)

На рис. 10 и 11 представлены графические зависимости влияния различных характеристик на величину энтальпии сорбции флокулянта КП-1020.

С увеличением толщины диффузного слоя величина энтальпии сорбции уменьшается.

Адсорбция поверхностно-активных веществ (на примере ОП-Ю) на сорбенте СВ-1-А

Исследование включало в себя построение изотерм сорбции, расчет предельной емкости сорбента, констант сорбции, термодинамических характеристик (изменение энтальпии (АН), изобарно-изотермического потенциала (AG), энтропии (AS)), что дает возможность сделать выводы о глубине протекания сорбционных процессов и описания устойчивости адсорбционного комплекса.

Измеряли оптические плотности растворов при 580 нм в кювете толщиной 1 см относительно воды, по результатам измерений строили градуировочный график (на рис. 12 приведен градуировочный график для ОП-Ю).

а5И По градуировочным графикам, с

использованием результатов опытов, определяли равновесные концентрации исследуемых веществ. yS Строили изотермы сорбции в

У координатах «сорбция Г - равновесная

/ концентрация С». Величину сорбции Г

рассчитывали по уравнению (9).

0.4

0,2

0,0 10.0 211,0 30,0 40.0 50.0

С„„104, моль/дм1

Рис. 1Z Зависимость оггшчесшй плотности от концентрации ОП-Ю до сорбции

0,5 1.0 1,5

Сравню4, моль/дм*

В качестве примера на рис. 13 приведены изотермы сорбции ОП-Ю на сорбенте СВ-1 -А.

Изотермы сорбции (рис. 13) были перерасчитаны в изотермы уравнения Ленгмюра, а с их использованием были рассчитаны константы сорбции К и величина предельной сорбции А.,,.

Рис. 13. Изотермы сорбции ОП-Ю из водных растворов сорбентом СВ-1 -А: -Д- 277 К; -о- 313 К; 3 -о- 298 К

По величинам констант сорбции были рассчитаны изменение энтальпии (АН) и изобарно-изотермического потенциала (АС), а с их использованием были рассчитаны значения изменения энтропии (АБ) (1214).

В результате расчетов получены следующие основные характеристики сорбции ОП-Ю на СВ-1-А, представленные в табл. 6. Таблица 6. Основные характеристики сорбции ОП-Ю на сорбенте СВ-1-А (п—6, Р=0,95,1р=2,57)_^__

Константы сорбции -102 при температурах -Д б, кДж/моль при температурах -АН, кДж/ моль ДБ, Дж-моль/К при температурах Емкость сорбента, Аоо, мг/г при температурах

298 277 313 298 277 313 298 277 313 298 277 313

3,2 3,8 1,6 13,8 14,3 13,2 8,313 75,8 79,8 68,7 35,7 41,7 26,3

Анализ результатов позволяет сделать заключение о том, что сорбция поверхностно-активных веществ (на примере ОП-Ю) на сорбенте СВ-1-А из водных растворов происходит достаточно активно. Полученные результаты позволяют считать, что происходит образование прочных адсорбционных комплексов, при этом емкость сорбента по отношению к поверхностно-активным веществам достаточно высока, что позволяет извлекать из воды достаточно большие количества ОП-Ю сорбентом СВ-1-А.

Очистка воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ сорбентом СВ-1-А

Были проведены опыты по очистке воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ сорбентом СВ-1-А. Загрязнители вносили в исходную воду в количествах, указанных в табл. 7, 8. Эффективность очистки рассчитывалась по формуле:

э= с^-с 100%

С° , (17)

где Э - эффективность очистки, %; Со - исходная концентрация, г/дм3; С -остаточная концентрация, г/дм3.

Результаты расчетов эффективности очистки воды от флокулянтов (на примере флокулянта КП-540) и поверхностно-активных веществ (на примере ОП-Ю) сорбентом СВ-1-А приведены в табл. 7, 8.

Флокулянт Исходная концентрация- 103, г/дм3 Концентрация после сорбции •103, г/дм3 Эффективность очистки, %

0 0 0

1 0,02 98,00

2 0,05 97,50

3 0.08 97,33

КП-540 4 0,15 96,25

5 0,20 96,00

6 0,23 96,17

7 0,32 95,43

8 0,40 95,00

9 0,50 94,44

Таблица 8. Эффективность очистки воды от поверхностно-активного вещества ОП-Ю сорбентом СВ-1-А _

Концентрация 1О3, г/дм3 Эффективность очистки, %

До После

сорбции сорбции

0,05 0,02 60,00

0,1 0,04 60,00

0,2 0,069 65,50

0,5 0,098 80,40

1,0 0,128 87,20

2,0 0,2 90,00

3,0 0,31 89,67

4,0 0,45 88,75

5,0 0,69 86,20

Как видно из данных табл. 7 и 8, сорбент СВ-1-А эффективно удаляет синтетические поверхностно-активные вещества и флокулянты со степенью очистки до 98 %.

Кроме того необходимо отметить, что химические показатели воды после очистки сорбентом от тяжелых металлов, нефтепродуктов, фенолов находятся в пределах нормы, аналогичный вывод можно сделать и об ор-ганолептических и микробиологических показателях, что говорит об отсутствии токсического действия на живые организмы. Основные показатели сорбента приведены в табл. 9 и 10.

Таблица 9. Показатели качества воды после сорбции на сорбенте СВ-1-А

№ п/п Определяемые показатели Результаты исследований; Единицы измерения Величина допустимого уровня; Единицы измерения

1 Цветность, градусы 15 20

2 Запах при 20° С, баллы 1 2

3 Вкус, баллы 1 2

4 Запах при 60° С, баллы 1 2

5 Мутность, мг/дм 1,53 2,6

6 Окисляемость, мг/дм3 3,52 5,0

7 Азот в мг/л аммиака 0,85 ±0,08 2,0

8 Азот в мг/л нитритов 0,051 ±0,026 3,0

9 Азот в мг/л нитратов 3,3±0,33 4,0

10 Общая жесткость, мг-экв/дм3 2,45±0,48 7,0

Таблица 10. Эффективность очистки воды от токсичных ионов металлов и органических соединений сорбентов СВ-1-А __

Определяемый Содержание в мг/дм3 Эффективность

показатель До сорбции После сорбции очистки, %

1 2 3 4

Токсичные металлы

Свинец 10,35±1,05 0,01±0,005 99,9

Продолжение таблицы 10

1 2 3 4

Кадмий 5,6±0,5 0,0001*0,0006 99,9

Цинк 3,3±0,5 0,003*0,0003 99,9

Ртуть 10,1±0,8 0,0005*0,00005 99,9

Медь 3,2±0,5 0,003*0,0004 99,9

Кобальт 3±0,2 0,003*0,0004 99,0

Хром (111) 2±0,2 0,005*0,0005 99,7

Хром (VI) 2±0,2 0,005*0,0005 99,7

Органическое загрязнение

Дизельное топливо 5*0,1 0,01*0,005 99,8

Мазут 5±0,1 0,01*0,005 99,8

Бенз(а)пирен 0,25±0,05 0,000005 99,9

Фенол 1*0,01 0,001*0,0005 99,9

О,м,п-хлорфенолы 1*0,01 0,001*0,0005 99,9

2,4-хлорфенол 0,5*0,01 0,0005*0,0001 99,9

2,4-дихлорфенол 0,5*0,01 0,0005*0,0001 99,9

Диоксины 0,0005 Не обнаружено 100,00

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать заключение о возможности применения сорбента для очистки воды от синтетических поверхностно-активных веществ и флокулянтов как в сети хозяйственно-питьевого водоснабжения, так и в природоохранительных мероприятиях в рабочих зонах промышленных предприятий и жилых помещениях.

Сорбент СВ-1-А после его насыщения можно использовать в качестве материала для засыпки дорог, оврагов, канав и как компонента, входящего в состав строительных материалов.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Создан сорбент для сорбционного концентрирования полиакриламид-ных флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ из водных растворов.

2. Показано, что сорбент обладает высокой удельной поверхностью (840 м2/г); высокой прочностью, так величина истираемости составляет 0,45 %; высоким объемом пор (по воде) - 0,95*10"3 м3/кг; пористостью по ацетону - 40 %. Установлено, что при диаметре пор от 0,001 до 20 мм величина насыпной плотности равна 0,88 г/см , рН водной суспензии -7, а общее содержание влаги в сорбенте - 1,0%. Сравнение сорбционных свойств сорбента СВ-1-А со свойствами других сорбентов, указывает на гораздо большую сорбционную ёмкость, что связано с его пористой структурой.

на величины радиусов частиц флокулянтов, с увеличением ионной силы растворов толщина диффузного слоя частиц флокулянтов уменьшается, толщина гидратных оболочек и энергия взаимодействия частиц флокулянтов равномерно уменьшается с увеличением расстояния между ними.

4. Экспериментально получены изотермы статической сорбции, на основе которых рассчитаны основные параметры сорбции: изменение энтальпии, энтропии и изобарно-изотермического потенциала, а также емкость сорбента для каждого из флокулянтов.

5. Изучение кинетики сорбции флокулянтов с использованием сорбентов позволило установить, что сорбция проходит быстро и заканчивается за 120 с, при этом десорбция с сорбента не наблюдается. Это означает, что очистку воды от флокулянтов можно проводить при высокой скорости пропускания воды.

6. Рассмотрено влияние ионной силы растворов на основные характеристики сорбционных процессов. Установлено, что с увеличением температуры величины констант сорбции увеличиваются, при этом происходит уменьшение величины изобарно-изотермического потенциала, а также энтальпии сорбции, что говорит об образовании более прочных соединений. С увеличением толщины диффузного слоя величина констант сорбции уменьшается. Между константой сорбции и энергией взаимодействия частиц имеется определенная зависимость: чем меньше расстояние между частицами, тем энергия взаимодействия частиц будет меньше, и при этом константа сорбции также уменьшается. С увеличением расстояния между частицами в какой-то момент может энергия взаимодействия частиц увеличивается и при этом увеличивается константа сорбции.

С увеличением толщины диффузного слоя величина энтальпии сорбции уменьшается.

7. На основе результатов, полученных в ходе исследований, установлена возможность использования сорбента СВ-1-А для очистки воды от поверхностно-активных веществ и флокулянтов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, включенных в список ВАК РФ

1. Шачнева, Е.Ю. Исследование процесса сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2010. - № 8. - Т.53. - С. 50-54.

2. Шачнева, Е.Ю. Сорбент СВ-1-А для очистки воды от флокулянтов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Экология и промышленность России. - 2010. - № 8. - С. 20-21.

3. Шачнева, Е.Ю. Изучение сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева //Безопасность жизнедеятельности. -2010. -№ 8. -С. 39-42.

Статьи в рецензируемых научных журналах

4. Шачнева, Е.Ю. Новые методики определения СПАВ в воде [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева //Экологические системы и приборы. -2008. - № 5. - С.44-48.

5. Шачнева, Е.Ю. Использование сорбента СВ-1-А для очистки воды от флокулянтов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Естественные науки. - Изд. дом «Астраханский университет».: Журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2009. - № 4(29). - С. 158-167.

6. Шачнева, Е.Ю. Проблемы очистки воды от поверхностно-активных веществ [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Геология, география и глобальная энергия: Международные и отечественные технологии освоения природных ресурсов и глобальной энергии: VIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и научных работников). - Изд. дом «Астраханский университет».: Научно-технический журнал. - № 2(33). - 2009 г. С. 106-111. - 161.

Статьи в материалах международных и всероссийских конференций

7. Шачнева, Е.Ю. Новые методики определения СПАВ в воде [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования: Материалы Международной научно-практической конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - август 2007. - С.309. - С. 45-50.

8. Шачнева, Е.Ю. Уровень содержания СПАВ в водах Астраханской области [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии. Материалы конференции / Под ред. А. В. Го-лубева. - ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов. - Сентябрь 2007. -264 с.-С. 9-11.

9. Шачнева, Е.Ю. Поиск вариантов комплексного определения ПАВ в окружающей среде [Текст]/ Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы II Международной науч. конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 1517 апреля 2008. - С. 249-253.

10.Шачнева, Е.Ю. Современное состояние и тенденции развития методов определения поверхностно-активных веществ в окружающей среде [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы III Международной науч. конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22-24 апреля 2009.-С. 118-125.

И.Шачнева, Е.Ю. Адсорбция из воды флокулянтов сорбентом СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Чистая вода - 2009». Материалы Международной науч. конф. - Кемерово. - 20-21 октября 2009. - С. 378-383.

12.Шачнева, Е.Ю. Оценка влияния флокулянтов различных классов на природные и промышленные объекты [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Чистая вода - 2009». Материалы Международной науч. конф. -Кемерово. - 20-21 октября 2009. - С. 146-151.

13.Шачнева, Е.Ю. Исследование физико-химических свойств частиц флокулянтов в зависимости от ионной силы растворов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Научное творчество XXI века». Материалы II Всероссийской научной конференции». - Красноярск. - март 2010. -№4(10).-часть 5.-С. 28-31.

14.Шачнева, Е.Ю. Сорбция флокулянтов на сорбенте СВ-1-А, полученном на основе опок Астраханской области [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы IV Международной науч. конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22-24 апреля 2010. - С. 111-117.

15.Шачнева, Е.Ю. Влияние ионной силы на физико-химические свойств частиц флокулянтов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы IV Международной науч. конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22 -24 апреля 2010. - С. 117 -125.

16.Шачнева, Е.Ю. Очистка воды от поверхностно-активных веществ и флокулянтов на сорбенте СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы IV Международной науч. конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22-24 апреля 2010. - С. 125 -130.

17.Шачнева, Е.Ю. Изучение влияния ионной силы растворов на дисперсность и физико-химические характеристики свойств частиц флокулянтов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Инновационные технологии в управлении, образовании и промышленности «АСТИНТЕХ-2010»»: материалы международной конференции. - 11-14 мая 2010. -Астрахань. - 2010. - С. 67 - 70.

18.Шачнева, Е.Ю. Исследование сорбционных свойств сорбента СВ-1-А по отношению к флокулянтам [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // VII Всероссийская интерактивная (с международным участием) конференция молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». - Саратов. - 2-4 июня 2010. - С. 248 - 250.

19.Шачнева, Е.Ю. Применение сорбента СВ-1-А для сорбции флокулянтов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Научная региональная конференция с международным участием «Химия - 2010. Нанохимия». -Дубна. - июнь 2010. - С. 39.

Заказ № 2316. Тираж 100 экз.

_Уч.-изд. л. 1,5. Усл.-печ. л. 1,4._

Оттиражировано в Издательском доме «Астраханский университет» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20 Тел. (8512) 48-53-47 (отдел маркетинга), 48-53^45 (магазин); тел. 48-53-44, тел./факс (8512) 48-53-46 E-mail: asupress@yandex.ru

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Шачнева, Евгения Юрьевна

Введение. Актуальность, задачи исследования.

Глава I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ХИМИИ ФЛОКУЛЯНТОВ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ.

1.1. Строение и физико-химические свойства флокулянтов.

1.1.1. Методы определения флокулянтов в воде.

1.2. Общие сведения о поверхностно - активных веществах. 18 1.2.1. Методы определения поверхностно - активных веществ.

Глава II. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1 Методы определения, реагенты и аппаратура.

2.2. Общая характеристика опоки сорбента СВ-1-А.

2.2.1. Структура опок и глинистых материалов.

2.2.2. Минеральный и химический состав опок Астраханской ^ области

2.2.3. Способ получения сорбента СВ-1-А.

2.2.4. Основные характеристики сорбента.

2.2.4.1. Определение пористости сорбента СВ-1-А по ацетону.

2.2.4.2. Определение суммарного объема пор сорбента СВ-1-А по воде.

2.2.4.3 Определение содержания влаги в сорбенте СВ-1-А.

2.2.4.4. Определение рН водной суспензии сорбента СВ-1-А.

2.2.4.5. Определение удельной поверхности сорбента СВ-1-А.

2.2.4.6. Определение насыпной плотности сорбентов СВ-1-А.

2.2.4.7. Определение прочности при истирании сорбента СВ-1-А.

2.2.4.8. Результаты исследования физико-химических и адсорб- ^ ционно-структурных характеристик сорбента СВ-1-А.

2.3. Изучение физико-химических свойств частиц флокулянтов в зависимости от ионнои силы растворов.

2.3.1. Определение размеров частиц методом Геллера.482.3.2. Определение толщины диффузного слоя.

2.3.3. Определение толщины гидратных оболочек.

2.3.4. Определение энергии взаимодействия частиц в растворе.

2.4. Адсорбция флокулянтов и синтетических поверхностно- ^ активных веществ на сорбенте СВ-1-А.

2.4.1. Адсорбция флокулянтов на сорбенте СВ-1-А.

2.4.2. Кинетика сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А.

2.5. Адсорбция поверхностно-активных веществ (на примере ОП-Ю) на сорбенте СВ-1-А.

Глава III. Результаты и их обсуждение.

3.1. Закономерности изменения физико-химических характеристик частиц водных растворов флокулянтов в зависи- 58 мости от ионной силы раствора.

3.1.1. Размеры частиц.

3.1.2. Толщина диффузного слоя.

3.1.3. Толщина гидратных оболочек.

3.1.4. Энергия взаимодействия частиц в растворе.

3.2. Закономерности адсорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А.

3.2.1. Изучение адсорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А.

3.2.2. Кинетика сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А.

3.2.3. Влияние ионной силы на основные адсорбционные ха- ^ рактеристики.

3.3. Адсорбция поверхностно-активных веществ (на примере , ОП-Ю) на сорбенте СВ-1 -А.

3.4. Очистка воды от флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А.

Перспективы дальнейших исследований.

Выводы.

Публикации автора по теме диссертации.

Введение диссертация по химии, на тему "Физико-химия адсорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А"

Использование флокулянтов и поверхностно-активных веществ определяется их поверхностной активностью, структурой адсорбционных слоев и объемными свойствами растворов, их используют в качестве диспергаторов при измельчении твердых тел, бурении твердых пород (понизители твердости), для улучшения смазочного действия, понижения трения и износа, интенсивности нефтеотдачи пластов и т.д.

Наилучшим способом удаления флокулянтов и поверхностно-активных веществ из вод различного происхождения является сорбция. Для очистки вод используется богатый арсенал сорбентов, вместе с тем, если для поверхностно-активных веществ теоретические положения сорбции достаточно хорошо разработаны, то для флокулянтов это новая задача. Нет сведений о сорбции флокулянтов на различных сорбентах, в которых хоть как-то учитывалось бы влияние на сорбцию толщины диффузного слоя и толщины гидратной оболочки частиц. Практически нет исследований по оценке зависимости констант сорбции и энергии взаимодействия частиц в системе сор-бент-сорбат и сорбент-сорбент. Именно эти актуальные задачи решаются в данной работе.

Для решения поставленной задачи проводились следующие исследования:

- разработка физико-химических основ получения нового сорбента СВ-1-А и изучение его характеристик;

- изучение физико-химических характеристик водных растворов флоку-лянтов серии АК-631(Н-150, КП-1020, А-155, А-930, А-1510, КП-540) в зависимости от ионной силы раствора;

- изучение изотерм сорбции и термодинамических характеристик сорбци-онных процессов (изменение энтальпии, изобарно-изотермического потенциала и энтропии сорбции);

- изучение кинетики сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А;

- возможность очистки воды от флокулянтов, на основе акриламида, и поверхностно-активных веществ с использованием сорбента СВ-1-А. Рассматриваемые проблемы должны стать основой методов сорбции флокулянтов и поверхностно-активных веществ из вод различного происхождения.

Научная новизна. Из опок Астраханской области, портландцемента-500 и диоксида марганца создан новый сорбент, который эффективно сорбирует флокулянты на основе акриламида и поверхностно-активные вещества (сорбент СВ-1-А).

Практическая значимость. Разработанный сорбент СВ-1-А использован для сорбции веществ, а также очистки воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ. Кроме того, способ получения сорбента СВ-1-А^может быть изменен, с целью получения других сорбентов, с необходимыми свойствами, если вместо диоксида марганца (пиролюзита Мп02) использовать другие окислители или комплексообразователи. Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли применение при чтении лекций и проведении лабораторно — практических занятий учебных курсов «Химия», «Химия окружающей среды» для студентов химического, математического и геолого-гографического факультетов, а также студентов отделения физики и электроники.

На защиту выносятся:

- разработка физико-химических основ получения сорбента СВ-1-А и его основные характеристики;

- результаты изучения физико-химических характеристик водных растворов флокулянтов;

- результаты изучения изотерм сорбции и термодинамики сорбции флокулянтов и поверхностно-активных веществ (на примере неионогенных поверхностно-активных веществ) на сорбенте СВ-1-А;

- результаты изучения кинетики сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А;

- результаты очистки воды от флокулянтов и поверхностно-активных веществ и с использованием сорбента СВ-1-А.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на различных Международных и Российских конференциях, среди которых: Международная научно-практическая конференция «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007 г), Международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии (Саратов, 2007), II Международная конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии» (Астрахань, 2008), III Международная конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов» (Астрахань, 2009), VIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и научных работников «Геология, география и глобальная энергия: Международные и отечественные технологии освоения природных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2009), Международная научно-практическая конференция «Чистая вода — 2009» (Кемерово, 2009), II Всероссийская научная конференция «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2010), Международная научная конференция «Инновационные технологии в управлении, образовании и промышленности «АСТИНТЕХ-2010» (Астрахань, май 2010), VII Всероссийская интерактивная (с международным участием) конференция молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2010), Научная региональная конференция с международным участием «Химия - 2010. Нанохимия» (Дубна, 2010).

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

выводы

1. Создан сорбент для сорбционного концентрирования полиакриламидных флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ из водных растворов.

2. Показано, что сорбент обладает высокой удельной поверхностью (840 л м /г); высокой прочностью, так величина истираемости составляет 0,45 %; высоким объемом пор (по воде) - 0,95x10" м /кг; пористостью по ацетону - 40 %. Установлено, что при диаметре пор от 0,001 до 20 мм величина нао сыпной плотности равна 0,88 г/см , рН водной суспензии - 7, а общее содержание влаги в сорбенте - 1,0%. Сравнение сорбционных свойств сорбента СВ-1-А со свойствами других сорбентов, указывает на гораздо большую сорбционную ёмкость, что связано с его пористой структурой.

3. Проведены расчёты физико-химических характеристик водных растворов флокулянтов (радиусы частиц флокулянтов, толщина диффузного слоя, гидратной оболочки частиц флокулянтов, энергия взаимодействия частиц в растворах). Установлено, что ионная сила растворов не влияет на величины радиусов частиц флокулянтов, с увеличением ионной силы растворов толщина диффузного слоя частиц флокулянтов уменьшается, толщина гидратных оболочек и энергия взаимодействия частиц флокулянтов равномерно уменьшается с увеличением расстояния между ними.

С увеличением толщины диффузного слоя величина энтальпии сорбции уменьшается.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, включенных в список ВАК РФ

1. Шачнева, Е.Ю. Исследование процесса сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2010. — № 8. - Т.53. — С. 50-54.

3. Шачнева, Е.Ю. Изучение сорбции флокулянтов на сорбенте СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева //Безопасность жизнедеятельности. — 2010. -№ 8. - С. 39-42.

Статьи в рецензируемых научных журналах

5. Шачнева, Е.Ю. Использование сорбента СВ-1-А для очистки воды от флокулянтов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Естественные науки. -Изд. дом «Астраханский университет».: Журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2009. - № 4(29). - С. 158-167.

Статьи в материалах международных и всероссийских конференций

8. Шачнева, Е.Ю. Уровень содержания СПАВ в водах Астраханской области [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Международная научно-практическая конференция, посвященная 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии. Материалы конференции / Под ред. А. В. Голу-бева. - ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов. - Сентябрь 2007. - 264 с.-С. 9-11.

Ю.Шачнева, Е.Ю. Современное состояние и тенденции развития методов определения поверхностно-активных веществ в окружающей среде [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы III Международной науч. конф. - Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22-24 апреля 2009.-С. 118-125.

11.Шачнева, Е.Ю. Адсорбция из воды флокулянтов сорбентом СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Чистая вода - 2009». Материалы Международной науч. конф. - Кемерово. - 20-21 октября 2009. — С. 378383.

12.Шачнева, Е.Ю. Оценка влияния флокулянтов различных классов на природные и промышленные объекты [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Чистая вода - 2009». Материалы Международной науч. конф. — Кемерово. - 20-21 октября 2009. - С. 146-151.

13.Шачнева, Е.Ю. Исследование физико-химических свойств частиц флокулянтов в зависимости от ионной силы растворов [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Научное творчество XXI века». Материалы II Всероссийской научной конференции». — Красноярск. - март 2010. - №4(10). — часть 5.-С. 28-31.

14.Шачнева, Е.Ю. Сорбция флокулянтов на сорбенте СВ-1-А, полученном на основе опок Астраханской области [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы IV Международной науч. конф. — Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22-24 апреля 2010. — С. 111-117.

1 б.Шачнева, Е.Ю. Очистка воды от поверхностно-активных веществ и флокулянтов на сорбенте СВ-1-А [Текст]/ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии. Материалы IV Международной науч. конф. — Астрахань. - Изд. дом «Астраханский университет». - 22-24 апреля 2010. - С. 125 -130.

Заключение

В данной главе приведены результаты изучения основных физико-химических характеристик частиц флокулянтов в водных растворах. Установлено, что ионная сила растворов не влияет на значение радиусов частиц флокулянтов.

Между константой сорбции и энергией взаимодействия частиц имеется определенная зависимость, чем меньше расстояние между частицами, тем энергия взаимодействия частиц будет меньше, и при этом константа сорбции также уменьшается. С увеличением расстояния между частицами в какой-то момент может энергия взаимодействия частиц увеличивается и при этом увеличивается константа сорбции.

С увеличением ионной силы растворов толщина гидратных оболочек частиц флокулянтов равномерно уменьшается сорбции флокулянтов и поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-1-А. Получены изотермы статической сорбции, на основе которых рассчитаны основные параметры сорбции: изменение энтальпии, энтропии и изобарно-изотермического потенциала, а также емкость сорбента для каждого из флокулянтов.

Анализ результатов позволяет сделать заключение о том, что сорбция флокулянтов и поверхностно-активных веществ (на примере ОП-Ю) на сорбенте СВ-1-А из водных растворов в большинстве случаев возрастает с повышением температуры, что свидетельствует о процессах хемосорбции. Величины изменения изобарно-изотермического потенциала свидетельствуют о самопроизвольном характере процесса сорбции.

Полученные результаты позволяют считать, что происходит образование прочных адсорбционных комплексов, при этом емкость сорбента по отношению к флокулянтам и поверхностно-активным веществам достаточно высока, что позволит извлекать из воды достаточно большие количества веществ сорбентом СВ-1-А.

ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Дальнейшие исследования в области изучения сорбции флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ опоками могут быть сведены к следующему:

1. Необходимы всесторонние широкие исследования влияния флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) на живые организмы и окружающую среду вцелом.

2. Необходимо выяснение наличия других природных образований, таких как глины, меловые отложения, гипсы, с целью изучения возможности адсорбции веществ данных классов на этих веществах, а также возможность сорбции на модифицированных сорбентах, обладающих направленным действием для веществ различных классов, включая вещества неорганической и органической природы. Это связано с тем, что необходим учет запасов дезактивирующих веществ, если не во всех регионах, то, по крайней мере, в большинстве регионов России.

3. Несмотря на то, что, в общем, сорбция флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ изучена достаточно подробно, требуется детальное изучение этих процессов на других сорбентах.

4. Необходимо внедрение разработанных методов сорбции воды от флокулянтов и синтетических поверхностно-активных веществ сорбентом СВ-1-А, что потребует более детального изучения сорбционных процессов.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Шачнева, Евгения Юрьевна, Астрахань

1. Гандурина, J1.B. Органические флокулянты в технологии очистки природных и промышленных сточных вод и обработки осадка Текст. / Л.В. Гандурина // М.: ВНИИНТПИ сер. «Инженерное обеспечение объектов строительства». Вып. 2. - 2000. - 59 с.

2. Загорский, В.А. Концепция перспективного развития систем обработки и утилизации осадков Московской станции аэрации Текст. / В.А. Загорский, A.B. Ганин, Ф.А. Дайнеко //Водоснабжение и санитарная техника. №9. - 1998. - С. 18.

3. Кузьмицкий, Г.Э. Создание комплекса по производству порошкообразных флокулянтов на основе акриламида Текст. / Г.Э. Кузьмицкий, H.H. Федченко, В.Н. Аникин, В.Г. Чиж // Тезисы, III Международный конгресс «Вода: экология и технология». М. - 1998. - С. 270.

4. Вейцер, Ю. И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод Текст. / Ю.И. Вейцер, Д.М. Минц // М.: Стройиздат, 1984. 200 с.

5. Запольский, А. К. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды Текст. / А. К. Запольский, A.A. Баран // Л.: Химия, 1987. 224 с.

6. Водорастворимые полимеры и их применение Текст. / Материалы II конференции // Иркутск; Сибирск. отд. АН СССР, 1982. 53 с.

7. Максимкина, Л.М. Применение метацида для очистки шахтных вод Текст. / Л.М. Максимкина, В.А. Журавлев // Водоснабжение и санитарная техника. 1995. - № 10. - С. 13.

8. Тагер, A.A. Физикохимия полимеров Текст. / A.A. Тагер 4-е изд. перераб. и доп. М.: Научный мир, 2007.- 576 с.

9. Рафиков, С. Р. Введение в физико-химию полимеров Текст. / С.Р. Рафиков, В.П. Будтов, Ю.Б. Монаков // М.: Наука, 1978. 328с.

10. Френкели, С .Я. Введение в статистическую теорию полимеризации Текст. / С .Я. Френкели // Д.: Наука, 1965. 267 с.

11. Кузнецов, О.Ю. Процессы очистки и обеззараживания природных и сточных вод бактерицидным полимером Текст. / О.Ю. Кузнецов, К.И. Данилина // Тезисы, III Международный конгресс «Вода: экология и технология». М. 1998. - С. 419.

12. Рабек, Я. Экспериментальные методы в химии полимеров Текст. / Я. Рабек // М.: Мир, в 2 т. 1983. - Т. 1. - 384 с.

13. Николаев, А.Ф. Водорастворимые полимеры Текст. / А.Ф. Николаев, Г .И. Охрименко // М.: Химия, 1979. 145с.

14. Баран, Л.А. Полимерсодержащие дисперсные системы Текст. / JI.А. Баран // Киев: Наук. Думка, 1986. 203 с.

15. Кениг, Д. Новейшие экспериментальные методы исследования полимеров Текст. / Д. Кениг // М.: Мир, 1982. 264 с.

16. Липатов, Ю.С. Коллоидная химия полимеров Текст. / Ю.С. Липатов //

17. Киев: Наук, думка, 1984. 343 с.

18. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии Текст. / Ю.Г. Фролов // М.: Химия, 1989.-462 с.

19. Ершов, Ю.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия Биогенных элементов Текст. / Ю.А. Ершов, А.С.Полков, А.З. Берлянд, А.З. Книжник // М.: Высш. шк., 2000. 560 с.

20. Кленин, В.М. Термодинамика систем с гибкоцепными полимерами Текст. / В.М. Кленин // Саратов: Изд-во СГУ, 1998. 738 с.

21. Бектуров, E.A. Синтетические водорастворимые полимеры в растворах Е.А. Бектуров, З.Х. Бакаурова // Алма-Ата: Наука, 1981. 248с. .

22. Патент RU 2128332 С1. МПК 6 G01 N 33/18, 21/00. Способ определения остаточного количества синтетических полиакриламидных катионных флокулянтов в очищенной вод.

23. Патент RU 2080595 С1. МПК 6 G01 N33/18. Способ определения остаточного количества синтетического катионного флокулянта четвертичной аммониевой соли на основе полистирола и поливинилтолуола в питьевой воде. - № 2080595; Бюл. № 15. 27.05.97.

24. Григоровская, Н.Ф. II Тезисы 5-ой Всесоюз. конф. по аналит. химии органических соединений Текст. / Н.Ф. Григоровская, Ю.М. Дедков // М.: 1984.-С. 171.

25. Стерта, P.M. Метод определения малых концентраций флокулянта ВА-2 Текст. / P.M. Стерта // Научные труды АКХ. Водоснабжение. 1974. -№ 97. - С. 93.

26. Терехова, E.JT. Интенсификация очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ Текст. / Е.Л. Терехова // Дис. канд. техн. наук. Хабаровск. - 2004. - 175 с.

27. Алыков, Н.М. Природные сорбенты для калия, рубидия и цезия Текст. / Н.М. Алыков // Междунар. конф. «Концентрирование в аналитической химии». Матер, конф. Астрахань. - 26-29 ноября 2001. - Изд-во Астра-хан. гос. пед. ун-та. - 2001. - С. 88.

28. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии Текст. / С.С. Воюцкий // М.: Химия, 1975.-512 с.

29. Фридсберг, Д.А. Курс коллоидной химии Текст. / Д.А. Фридсберг // Л.: Химия, 2-е. изд. испр. и доп. 1974. - 368 с.

30. Алыков, Н.М. Сб. задач и упражнений по коллоидной химии Текст. / Н.М. Алыков, Т.В. Алыкова // Астрахань. Изд-во Астрах, гос. пед. унта. - 2000. -112 с.

31. Щукин, Е.Д. Коллоидная химия Текст. / Е.Д. Щукин, A.B. Перцов, Е.А. Амелина // М.: Изд-во МГУ, 1992. 416 с.

32. Алыков, Н.М. Поверхностно-активные вещества Текст. / Н.М. Алыков, Т.В. Алыкова // Астрахань. Изд-во Астрах, гос. пед. ун-та. - 2002. - 130 с.

33. Химическая энциклопедия. В 5-ти тт. / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). М.: Советская энциклопедия, 1988. - Т. 3. - С. 368.

34. Абрамзон, A.A. Поверхностно-активные вещества: синтез, анализ, свойства, применение Текст. / A.A. Абрамзон, Л.П. Зайченко, С.И. Файн-голд // Учеб. пособие для вузов. Л.: Химия, 1988. - 200 с.

35. Абрамзон, A.A. Влияние поверхностно-активных веществ на процесс моющего действия //Журн. прикл. химии. 1993. - Т.66. - вып.4. - С.8-22.

36. Абрамзон, A.A. Мицеллообразующие свойства поверхностно-активных веществ Текст. / Журн. прикл. химии. 1992. - Т.65. - вып.2. - С.332.

37. Абрамзон A.A. Физико-химические свойства оксиэтильных неионоген-ных поверхностно-активных веществ Текст. / A.A. Абрамзон // Журн. прикл. химии. -1995. Т.68. - вып. 12. - С.20-23.

38. Арипов, Э.А. Гидрофобные взаимодействия в бинарных растворах ПАВ Текст. / Э.А. Арипов, М.А. Орел, С.Н. Аминов // Ташкент.: Фан, 1980. -136 с.

39. Воронина, Т.А. Биологические свойства поверхностно-активных веществ Текст. / Т.А. Воронина, А.П. Агуреев // В кн.: Поверхностно-активные вещества. Калинин.: КГУ, 1980. - С. 152-157.

40. Абрамзон, A.A. Поверхностно-активные вещества: Свойства и применение Текст. /// JL: Химия, 2-е изд. перераб. и доп. 1981. - 304 с.

41. Ланге, K.P. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ применение Текст. / K.P. Ланге // Под. ред. Л.П. Зайченко. Спб.: Профессия, 2004. - 240 с.

42. Елисеев, С.А. Поверхностно-активные вещества и биотехнология Текст. / С.А. Елисеев, Р.В. Кучер // Киев: Наук, думка, 1991. С. 4-5.

43. Можаев, Е.А. Загрязнение водоемов поверхностно-активными веществами (санитарно-гигиенические аспекты) Текст. / Е.А. Можаев // М.: Медицина, 1976. 96 с.

44. Абрамзон, A.A. Поверхностно-активные вещества. Справочник Текст. / A.A. Абрамзон // Под ред. Г.М.Гаевского. Л.: Химия, 1979. - 376 с.

45. Русанов, А.И. Мицеллообразование в растворах ПАВ Текст. / А.И. Русанов // СПб.: Химия, 1992. 280 с.

46. Шенфельд, Н. Поверхностно-активные вещества на основе окиси этилена Текст. / Н. Шенфельд // М.: Химия, 1982. 750 с.

47. Шехтер, Ю.Н. Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья Текст. / Ю.Н. Шехтер, С.Э. Крейн // М.: Химия, 1971. 218с.

48. Шинода, К. Коллоидные ПАВ. Физико-химические свойства Текст. / К. Шинода, Т. Накагава, Б. Тамамуси и др. // М.: Мир, 1966. 310 с.

49. Сердюк, А.И. Мицеллярные переходы в растворах поверхностно-активных веществ Текст. / А.И. Сердюк, Р.В. Кучер // Киев: Наукова думка. 1987. - С. 208.

50. Маркова, О.С. Исследование концентрирования, разделения и токсичных свойств поверхностно-активных веществ и их метаболитов в воде Текст. / О.С. Маркова // Дис. канд. биол. наук. Астрахань. - 2004. - 123 с.

51. Патент 99105574 Us, МПК D01D5/253. Синтетические абсорбирующие материалы из сложных полиэфиров Текст. / Филлипс Бобби Мэл., Багродиа Шрирам.; заявитель и патентообладатель Истман Кемирал Компани. № 99105574/12.; заявл. 22.08.1997.; опубл. 20.05.2001.

52. Балуев, A.A. Эффективность применения биополимерных буровых растворов при бурении боковых стволов с горизонтальным участком Текст. / A.A. Балуев, O.A. Лушпеева, Е.А. Усачев // Нефтяное хозяйство. 2001. - № 9. - С. 35 - 37.

53. Саввин, С.Б. Поверхностно-активные вещества Текст. / С.Б. Саввин, Р.К. Чернова, С.Н. Штыков // М.: Наука, 1991. 251с.

54. Сердюк, А.И. Мицеллярные переходы в растворах поверхностно-активных веществ Текст. / А.И. Сердюк, Р.В. Кучер // Киев: Наукова думка, 1987. С. 208.

55. Антонович, В.П. Применение поверхностно-активных веществ в фотометрических методах анализа Текст. / В.П. Антонович, C.B. Манжгаладзе, В.М. Новосёлова // Тбилиси: Изд-во Тбилиск. ун-та, 1983. -112 с.

56. Пилипенко, А.Т. Разнолигандные и разнометалльные комплексы и их применение в аналитической химии Текст. / А.Т. Пилипенко, М.М. Тананайко // М.: Химия, 1983. 224 с.

57. Пятосин, Л.П. Органические реактивы в аналитической химии Текст. / Л.П. Пятосин, H.H. Хорошавина, H.H. Бабкина // Пермь, 1978. 75 с.

58. Шачнева, Е.Ю. Новые методики определения СПАВ в воде Текст./ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева //Экологические системы и приборы. 2008. — № 5. - С.44-48.

59. Орлова, А.О. Ионселективные электроды на основе жидкостных мембран для определения оксиэтилированных неионных и анионных поверхностно-активных веществ Текст. / А.О. Орлова // Дис. канд. хим. наук. Н.Новгород. - 2004. - 152 с.

60. Колотвин, A.A. Многоуровневая система хроматографического определения ПАВ в техногенных и природных объектах Текст. / A.A. Колотвин // Дис. канд. хим. наук. Саратов. - 2006. - 262 с.

61. Бобылева, С.А. Сорбционная очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с применением брусита Текст. / С.А. Бобылева // Дис. канд.техн. наук. Новосибирск. - 2005. — 156 с.

62. Сумина. Е.Г. Хелаты металлов как аналитические реагенты для определения катионных и неионных поверхностно-активных веществ в присутствии фоновых электролитов Текст. / Е. Г.Сумина // Дис. канд. хим. наук. Саратов. - 1984. — 259 с.

63. Кулапин, А.И. Физико-химические основы разработки и аналитическое применение твердоконтактных потенциометрических сенсоров, селективных к поверхностно-активным веществам Текст. / А.И. Кулапин // Дис. д-ра. хим. наук. Саратов. - 2003. - 419 с.

64. Алыкова, Т.В. Химический мониторинг объектов окружающей среды Текст. / Т.В. Алыкова // Астрахань: Изд-во Астрах, пед. Ун-та, 2002. -210 с.

65. Алыков, Н.М. Химия и окружающая среда Текст. / Н.М. Алыков // Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2003. 231с.

66. Alykov, N.M. Текст. / Ecological congress, International J. // N.M. Alykov, N.I. Voronin, A.S. Resnyanskaya. 1997. - V. 1. - N 3. - P. 41.

67. Реснянская, A.C. Текст. / Известия жилищно-коммунальной академии. Городское хозяйство и экология // А.С. Реснянская, Н.М. Алыков. -1997.-№4.-С. 77.

68. Alykov, N.M. Текст. / Int. Simposium «ARS Separatoria' 98» // N.M. Alykov, Y.M. Dedkov, N.N. Alykov. GNIEW, Poland, June 15-18, 1998. -Abstract. - V. 1. -P. 35.

69. Алыков, H.H. Астраханский край: история и современность (к 280-летию образования Астраханской губернии Текст. / Н.Н. Алыков // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Астрахань. - 26-27 ноября 1997. - С. 239.

70. Алыков, Н.М. Опоки Астраханской области. Монография Текст. / Н.М. Алыков, Т.В. Алыкова // Астрахань. Изд-во Астрахан. гос. ун-та, 2004. - 250 с.

71. Кляев, В.И. Структура адсорбентов и методы ее изучения. Физико-химическое исследование природных сорбентов и ряда аналитических систем Текст. / В.И. Кляев, Ф.А. Слисоренко // Саратов.: Изд. Саратовского ун-та, 1967. Выпуск 2. - С.3-35.

72. Овчаренко, Ф.Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов Текст. / Ф.Д. Овчаренко //Киев: Изд. АН УСССР, 1961.-269 с.

73. Седлецкий, И.Д. Коллоидно-дисперсная минералогия Текст. / И.Д. Седлецкий //М: Изд. АН СССР, 1955. 185 с.

74. Алыкова, Т.В. Рентгенофазное исследование опок Астраханской области Текст. / Т.В. Алыкова, Н.В. Казанцева, О.А. Сорокина, Н.М. Алыков

75. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2004. - Т.47. - №10. - С. 147148.

76. Попов, Н.П. Химический анализ горных пород и минералов Текст. / Н.П. Попов, И.А. Столярова // М.: Недра, 1974. 248 с.

77. Горшков, B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ Текст. / B.C. Горшков, В.В. Тимошев, В.Г. Савельев // М.: Высшая школа, 1981.- 335с.

78. Пентин, Ю.А. Физические методы исследования в химии Текст. / Ю.А. Пентин, JI.B. Вилков // М.: Мир, ООО «Издательство ACT», 2003. 683 с.

79. Пащенко, A.A. Адсорбционные свойства перлита Текст. / A.A. Пащенко, И.Г. Ковзун, A.A. Крупа и др. // Докл. АН УССР. Сер. Б. - 1977. -№11. - С.999-1001.

80. Тарасевич, Ю.И. Современные представления о гидрофильности силикатов Текст. / Ю.И. Тарасевич, Ф.Д. Овчаренко // Успехи коллоидн. химии. Киев: Наук, думка, 1983. - С.57-65.

81. Тарасевич, Ю.И. Адсорбция на глинистых минералах Текст. / Ю.И. Тарасевич, Ф.Д. Овчаренко //Киев: Наук, думка, 1975. 352 с.

82. Тарасевич, Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды Текст. / Ю.И. Тарасевич // Киев: Наук, думка, 1981. 206 с.

83. Тарасевич, Ю.И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов Текст. / Ю.И. Тарасевич // Киев: Наук, думка, 1988. 208 с.

84. Соболев, В.А. Количественное определение гидроксильных групп на поверхности дисперсных кремнеземов методами инфракрасной спектроскопии Текст. / В.А. Соболев, В.А. Тертых, A.A. Чуйко // Журн. прикл. спектроскопии. 1970. - 13. - № 4. - С.646-650.

85. Пак, В.Н. Расчет координационно-связанной воды из поверхности кремнезема по методу молекулярных орбиталей Текст. / В.Н. Пак, С.И.

86. Кольцов, В.Б. Алвсковский // Кинетика и катализ. 1973. — 14. - № 6. - С. 1577-1579.

87. Круглицкий, H.H. Лиофильность и структурообразование в дисперсных системах Текст. / H.H. Круглицкий // Успехи коллоид, химии. К.: Наук, думка. - 1983. - С.224-239.

88. Круглицкий, H.H. Физико-химические основы регулирования свойств дисперсий глинистых минералов Текст. / H.H. Круглицкий // К.: Наук, думка. 1968.-320 с.

89. Овчаренко, Ф. Д. Современное состояние и проблемы коллоидной химии Текст. / Ф.Д. Овчаренко // Физ-хим. механика и леофильность дисперс. систем. 1976. - Вып. 8. - С 3-14.

90. Овчаренко, Ф.Д. Исследование в области физико-химической механики дисперсий глинистых минералов Текст. / Ф.Д. Овчаренко, С.П. Ничи-поренко, H.H. Круглицкий, В.Ю. Третинник // Киев: Наук. Думка, 1965. 178 с.

91. ГОСТ 6217-74. Уголь активный древесный дробленый. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1974.

92. ГОСТ 17219-71. Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде. М.: Издательство стандартов, 1971.

93. ГОСТ 12597-67. Сорбент. Метод определения массовой доли воды в активных углях и катализаторах на их основе. М.: Издательство стандартов, 1967.

94. ГОСТ 4453-74. Уголь активный осветляющий порошкообразный. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1974.

95. Фролов, Ю.Г. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии Текст. / Ю.Г. Фролов, A.C. Гродский, В.В. Назаров, и др. // М.: «Химия», 1986. 216 с.

96. ГОСТ 16190-70 Сорбент. Метод определения насыпной плотности. М.: Издательство стандартов, 1970.

97. ГОСТ 16188-70. Сорбенты. Метод определения прочности при истирании. М.: Издательство стандартов, 1970.

98. ГОСТ 16187-70-16190-70. Сорбенты. Методы испытаний. Введ. 01.72. -М., 1971.-23 с.

99. Дерффель, К. Статистика в аналитической химии Текст. / К. Дерффель // М.: Мир, 1994.-267 с.

100. Булатов, М.И. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа Текст. / М.И. Булатов, И.П. Калинкин // JL: Химия. изд. 5-е, переработ. - 1986. - 432 с.

101. Чарыков, В.К. Математическая обработка результатов химического анализа Текст. / В.К. Чарыков // Л.: Наука. 1986. - 179 с.

102. Кельцев, Н.В. Основы адсорбционной техники Текст. / Н.В. Кельцев // М.: Химия, 1984.-592 с

103. Басенкова, В.П. К механизму адсорбции поверхностно-активных веществ на ископаемых углях Текст. / В.П. Басенкова, Ю.Н. Зубкова // Химия твердого топлива. 1977. - №2. - С. 137-140.

104. Бери, Л. Минералогия: Теоретические основы: описание минералов Текст. / Л. Берри, Б. Мейсон, Р. Дитрих // М.: Мир, 1987. 592 с.

105. Бочкарев, Г.Р. О новом природном сорбенте для извлечения металлов из водных сред Текст. / Г.Р. Бочкарев, Г.И. Пушкарева // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1998. - № 4. -С. 96-101.

106. Гликин, М.А. Структурно-сорбционные свойства искусственных угле-родсодержащих сорбентов Текст. / М.А. Гликин, H.A. Клименко, Н.П. Алексеев // Химия и технология воды. 1990. - Т. 12. - № 10. - С. 928930.

107. Гоба, В.Е. Химическая природа поверхности различных ископаемых углей и возможности их применения в качестве сорбентов Текст. / В.Е. Гоба, И.А. Тарковская, А.Н. Томашевская // Химия и технология воды. -1991. Т. 13. -№ 4. - С. 307-309.

108. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость Текст. / С. Грег, К. Синг // М.: Мир, 2-е изд. пер. с англ. 1984. - 306 с.

109. Дубинин, М.М. Микропористые системы углеродных сорбентов Текст. / М.М. Дубинин, Д.В. Федосеев // Изв. АН СССР, Сер. хим. 1982. - №2. - С. 246-249.

110. Евстратова, К.И. Физическая и коллоидная химия Текст. / К.И. Евстра-това, H.A. Купина, Е.С. Малахова // М.: Высшая школа, 1990. 487 с.

111. Киселев, A.B. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии Текст. / A.B. Киселев // М.: Высшая школа, 1986. С.550.

112. Кокотов, Ю.А. Иониты и ионный обмен Текст. / Ю.А. Кокотов // JL: Химия, 1980.- 152 с.

113. Комаров, B.C. Адсорбенты и их свойства Текст. / B.C. Комаров // Минск: Наука и техника, 1977. 248 с.

114. Мамченко, A.B. Дисперсность, пористость, сорбционные и ионообменные свойства твердых тел Текст. / A.B. Мамченко, В.И. Максин, В.В. Теселкин // Химия и технология воды. 1998.- Т. 20. - № 2. - С. 84-91.

115. Мдивнишвили, О.М. Кристаллохимические основы регулирования свойств природных сорбентов Текст. / О.М. Мдивнишвили // Тбилиси: Мецниереба, 1976. 266 с.

116. Нечаев, Е.А. Хемосорбция неорганических веществ на оксидах металлов Текст. / Е.А. Нечаев // Харьков: Изд-во Харковск. ун-та, 1989. 144 с

117. Панасевич, A.A. Структурообразование в водных дисперсиях слоистых силикатов Текст. / А.А.Панасевич // Физ.-хим. механика дисперсных структур. Киев: Наук, думка, 1983. - С.75-84.

118. Паус, К.Ф. Физикохимия строительных материалов Текст. / К.Ф. Паус, И.М. Ильичев, М.М. Курташ // М.: Стройиздат, 1983. 138 с.

119. Цицишвили, Г.В. Природные цеолиты Текст. / Г.В. Цицишвили, Т.Г. Андрониквшвили, Г.И.Киров, Л.Д. Филизова // М.: Химия, 1985. 224 с.

120. Сандеров, Э.Э. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе Текст. / Э.Э. Сандеров, Н.И. Хитаров // М.: Наука, 1970. 282 с.

121. Третинник, В.Ю. Природные дисперсные минералы и перспективы их использования в технологии водоочистки Текст. / В.Ю. Третинник // Химия и технология воды. 1998. - Т. 20. - №2. - С. 34-42.

122. Федосеев, А.Д. Волокнистые силикаты. Природные и синтетические асбесты Текст. / А.Д. Федосеев, Л.Ф. Григорьева, Т.А. Макарова // М.: Наука, 1966. 184 с.

123. Хворова, И.В. Микроструктуры кремнистых пород Текст. / И.В. Хворо-ва, А.Л. Дмитрук // М.: Наука, 1972. 84 с.

124. Чепищев, Н.Ф. Сер. Геология, методы поисков и разведки месторождений неметаллических, полезных ископаемых Текст. / Н.Ф. Чепищев, Б.Г. Бернштейн // М.: Кпиноптилолит (ВИЭМС): (Обзор). 1974. - 40 с.

125. Чуйко, A.A. Химия поверхности Si02, природа и роль активных центров кремнезема в адсорбционных и хемосорбционных процессах Текст. / A.A. Чуйко // Автореф. дис. докт. хим. наук. Киев, 1971. - 39 с.

126. Баран, JL А. Полимерсодержащие дисперсные системы Текст. / JI.A. Баран // Киев: Наук. Думка. 1986. - 203 с.

127. Бектуров, Е. А. Синтетические, водорастворимые полимеры в растворах Текст. / Е.А. Бектуров, З.Х. Бакаурова // Алма-Ата: Наука. 1981. - 248 с.

128. Вейцер, Ю. И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод Текст. / Ю. И. Вейцер, Д. М. Минц // М.: Стройиздат. 1984. - 200 с.

129. Герасимов, Г.Н. Процессы коагуляции флокуляции при обработке поверхностных вод Текст. / Г.Н. Герасимов // Водоснабжение и санитарная техника - 2001. - №3. - С. 26.

130. Запольский, А. К. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды Текст. / А.К. Запольский, A.A. Баран // Л.: Химия. 1987. - 224 с.

131. Липатов, Ю.С. Коллоидная химия полимеров Текст. / Ю.С. Липатов // Киев: Наук. Думка. 1984. - 343 с.

132. Николаев, А. Ф. Водорастворимые полимеры Текст. / А.Ф. Николаев, Г.И. Охрименко // М.: Химия. 1979. - 145с.

133. Френкели, С. Я. Введение в статистическую теорию полимеризации Текст. / С.Я. Френкели // М.: Наука. 1965. - 267 с.

134. Даниэльс Ф. Физическая химия. Учебник для вузов Текст. / Ф. Дани-эльс, Р. Ольберти // М.: Мир, 1978. 645с.

135. Радвель, A.A. Краткий справочник физико-химических величин Текст. / Под ред. A.A. Радвеля и A.M. Пономаревой // Д.: Химия, 1983. 232 с.

136. Стромберг А.Г. Физическая химия. Учебник для вузов Текст. / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко // М.: ВШ. 1999. - 527с.

137. Герасимов, Я.И. Курс физической химии Текст. / Я.И. Герасимов // М.: 1969.-592 с.

138. Шачнева, Е.Ю. Адсорбция из воды флокулянтов сорбентом СВ-1-А Текст./ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Чистая вода 2009». Материалы Международной науч. конф. - Кемерово. - 20-21 октября 2009. - С. 378383.

139. Джайлс, Ч. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел Текст. / Под ред. Г. Парфита, К. Рочестера // М.: Мир, 1986. 488 с.

140. Парфит, Г.К. Адсорбция малых молекул Текст. / Г. Парфит, К. Рочестер // В сб. адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел. Пер. с англ. под ред. Б.Н Тарасевича. - М.: Мир, 1986. - С.14-18.

141. Пушкарев, В.В. Физико-химические особенности очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ Текст. / В.В. Пушкарев, Д.И. Трофимов // М.: Химия, 1975. 144 с.

142. Международные стандарты питьевой воды: 3-е изд. Женева. Всемирн. организация здравоохранения, 1973. - С. 36.

143. Панасевич, A.A. Сорбенты на основе природных дисперсных минералов для извлечения НПАВ из сточных вод Текст. / A.A. Панасевич, Г.М. Климова, Ю.И. Тарасевич // Химия и технология воды. -1991.- Т. 13 -№ 5. С. 412-418.

144. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. -М.: Изд.-во Мин. мелиорации и водного хозяйства СССР. Мин. здравоохранения СССР и Мин. рыбного хозяйства СССР, 1975. - 38 с.

145. Скурлатов, Ю.Н. Введение в экологическую химию: Учеб. пособие для хим. и хим. технолог, спец. вузов Текст. / Ю.Н. Скурлатов, Г.Г. Дум, А. Мизити // М.: Высш. шк. 1994. - 400 е.: ил.

146. Шачнева, Е.Ю. Оценка влияния флокулянтов различных классов на природные и промышленные объекты Текст./ Н.М Алыков, Е.Ю. Шачнева // «Чистая вода 2009». Материалы Международной науч. конф. — Кемерово. - 20-21 октября 2009. - С. 146-151.