Еслямова умит батырбековна



бет2/2
Дата16.02.2020
өлшемі7,15 Mb.
#58140
түріДиссертация
1   2
Байланысты:
автореферат Еслямова
19,02, 04,03

Экспериментті жүргізу нәтижесінде қарағай үгінділерінен КҚҮ алудың тиімді параметрлері табылды, бұл кезде КҚҮ-нің ең көп шығымы байқалады және кеуекті құрылым түзіледі.


3.2. Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген карағай және кебек үгінділерінің негізінде композиттердің физика – химиялық және сорбциялық қасиеттерін зерттеу нәтижелері
Әртүрлі температурада карбонизделген үлгілердің сыртқы түрінде айтарлықтай өзгешеліктер болды. Төмен температурада (650-700ºС) карбонизделген үлгілер жоғары температурада карбонизделген үлгілерден көзге көрінерлік айырмашылығы болды, түсі қарадан гөрі қара қоңыр болып келді. Төмен температурада қыздыру кезінде пиролизді судың бөлінуі, ал жоғары температурада көміртегі құрамында төмен молекулалы өнімдер және әртүрлі смолалардың бөлінуі болады. 6 кестеде Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген қарағай және кебек үгінділерінің негізіндегі композиттердің физикалық – химиялық сипаттамалары көрсетілген. Мұнда меншіктік беті ең жоғары Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген қарағай үгінділері 7000С-та болып саналады.
6 кесте. Көкшетау сазбалшығы мен карбонизделген карағай және кебек үгінділерінің негізінде композиттердң физикалық химиялық сипаттамалары


Үлгілер

Меншікті бет,

м2



Кеуектілік,

%


Тығыздық,

г/см3



Бесендірілген көмір

400

15,1

1,31

11 – ші кестенің жалғасы

КСБ+КҚҮ (6500С)


345

14,6

1,26

КСБ+КҚҮ (7000С)

360

14,5

1,23

КСБ+ККҮ (6500С)

332

13,9

1,17

КСБ+ККҮ (7000С)

347

15,9

1,14

Зерттелінген үлгілерден стандартты сорбциялық белсенділіктерін анықтады: иод бойынша (МЖСТ 6217-74) және метилен көгі бойынша (МЖСТ 4453-74) . 7 кестеде көрсетілгендей әр түрлі температура кезінде алынған белсендірілген көмірдің және көміртектелген сорбенттің сорбциялық сипаттамасы белсендірілген көмірмен салыстырғанда алынған көміртегі-минералды сорбенттердің сорбциялық белсенділігі анағұрлым жоғары.


7 кесте – Белсендірілген көмір және алынған көміртек-минералды сорбенттердің сорбциялық сипаттамалары


Үлгі

Сорбциялық белсенділік

Йод бойынша, %

Метилен көгі бойынша, мг/г

Бесендірілген көмір

28,1

32,0

КСБ+КҚҮ (6500С)

26,9

30,8

КСБ+КҚҮ (7000С)

26,3

30,2

КСБ+ККҮ (6500С)

278

31,9

КСБ+ККҮ

(7000С)



27,3

31,2

Сонымен монтмориалланит, және диатомит, карбонизацияланған қарағай және кебек үгінділері негізіндегі сорбенттердің кесек және шыбық түріндегі физикалық- химиялық үлгілердің сипаттамалары зерттелді (8 кесте).


8 кесте. Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген қарағай, кебек үгінділері негізіндегі сорбенттердің кесек және шыбық түріндегі үлгілердің сипаттамалары


Қыздырылған үлгілердегі компоненттердің қатынасы, тәжірибе реті

Sменшікті. м2

V/V,

см3



Ылғалдану сыйымдылығы, см3

КСБ+КҚҮ

(6500С)




138

(азот адсорбция-сы)



0,09/0,05

0,47

КСБ+КҚҮ

(7000С)



50

(аргон десорбциясы)






0,69

13-ші кестенің жалғасы



КСБ+ККҮ

(6500С)



88

(аргон десорбциясы)






0,52

КСБ+ККҮ

(7000С)



252

(азот адсорбциясы)



0,23/0,06

0,59

Шығыр мен саптардың физикалық-химиялық сипаттамаларын зерттеудің нәтижелері зерттелетін үлгілердің жеткілікті дамыған бетінің бар екендігін көрсетеді, мезо- және микрокеуектердің бар болуы-сорбциялық қасиеттердің барын дәлелдейді.





    1. Ауыр металл иондары бойынша Көкшетау сазбалшығы және карбонизделген

қарағай, кебек үгінділерінің негізіндегі композиттердің сорбциялық үрдісінің зерттеулері
Анализдің физикалық әдістері үлкен молекулалардың адсорбциясы үшін қамыстың негізінде карбонизацияланған сорбенттер макро- және мезокеуекті құрылымға болатындығы көрсетілген. Синтезделген көміртекті наноқұрылымды сорбенттердің олармен ауыр металл иондарының сіңірілуі бойынша сорбциялық сипаттамалары анықталды: Көкшетау қаласының су құбырларының суында кездесетін мырыш, мыс, кадмий және қорғасын, мұнда мыс және мырыш иондарының ШРК жоғары болып келеді.

Ауыспалы концентрация әдісімен алынған мәліметтер негізінде, сорбенттегі элементтің тепе-теңдік мөлшері арасындағы тәуелділік сорбцияның изотермасын құрды, яғни сорбция ұзындығы мен осы элементтің ерітіндідегі тепе-теңдік концентрациясына тең. Араластыру үшін қажетті уақыт иондық алмасу жылдамдығымен анықталды. Сорбциялану үрдісінің әртүрлі уақыт аралығында сорбентпен сіңірілген элементтің мөлшерін анықтау негізінде сорбенттердің кинетикалық қасиетін тұрақты әдіспен анықтады. Зерттеулер дистельденген суда мыс, кадмий, қорғасын нитратының модельді ерітінділерінде өткізілді. Зерттеулердің негізгі көлемі мыстың моделді ерітінділерінде орындалды, себебі, мыс ауыр металл тобындағы жиі кездесетін ластағыш элемент. Тұрақты жағдайларда ерітіндінің көлемі 200 мл құрады, ККС сынамасында-1 г, бөлшектерінің ірілігі-10-50 мкм, араластыру уақыты-5-60 мин., металлдың ерітіндідегі концентрациясы 5-50 мг/л деп алынды.



7000С КСБ+КҚҮ; 6500С КСБ+КҚҮ;

700 КСБ+ККҮ; 6500С КСБ+ККҮ;
1 сурет – Сорбция уақытының мыс иондары концентрациясының өзгеруіне тәуелділігі

Сорбенттермен зерттелінген сулы ертінділердегі мыс иондарының сорбциясының изотермия анализі (1 сурет) мыс иондарын сорбциялау кезіндегі олардың жоғары белсенділігін көрсетеді. Көміртектелген Көкшетау сазбалшығы (КСБ+КҚҮ) 7000С (42,4 мг/г) температурада максимальды сорбциялық сыйымдылығын, ал 6500С (37,0 мг/г) температурада КСБ+ККҮ минимальды сыйымдылыққа ие болады. 7000С температурада белсендірілген көмір мен ККС мыс иондарына сорбциялық ынтықтылығы бойынша аралық жағдайларға ие болады: 43,3 және 42,1. Моделді поликомпонентті ерітінділерден ККС-да металдарды сорбциялау бойынша зерттеулер көрсетілген статикалық режимде өткізілді. Ертінділер дистильденген суда концентрациялары әр метал бойынша  2-25 мг/л болатын , Zn, Pb, d металл нитраттарынан дайындалды.



7000С температурада ерітіндідегі уақыт контактісінен карбоминералдағы , Zn, Pb,  бөліп алу тәуелділіктері көрсетілген. Келтірілген мәліметтерден концентрацияның барлық диапазондарында , Pb иондары толық бөліп алынды, құрамында 24,5; 23,9; 2,02 мг/л сәйкес металдары бар d, Zn иондарын-ертінділерден бөліп алу-98-100%.

белсендірілген көмір (8000С), КСБ+КҚҮ(7000С),

КСБ+КҚҮ(6500С), КСБ+ККҮ(7000С), КСБ+ККҮ(6500С)
2 сурет - Әртүрлі сорбенттердегі мыс (II) сорбциясының кинетикалық қисықтары
Егер сорбцияның нәтижелерін графикалық түрінде ұсынсақ (2 сурет), онда мыс иондарының басым көпшілігі 5 минут бойы алғаш рет сорып алғаны айқын көрінеді. Карбонизация температурасының әсері айқын көрінеді. Мысалы, 650 ° C-тан төмен температураларда синтезделген үлгілер салыстырмалы түрде төмен сіңіру қабілетіне ие. Жоғарыда көрсетілген барлық факторлардың комбинациясын қолданатын болсақ, 700 ° C температурада алынған 60 минуттан тұратын көміртекті материал ең жақсы болып саналады.

Сазбалшықтан алынған көміртек-минералды сорбенттер, ағын суларды ауыр металл иондарынан тазарту үшін сорбциялық материал ретінде қолданылады. 3 – суретте мырыш бойынша сорбциялық сыйымдылыққа сіңіру уақытының тәуелділігі көрсетілген. ГН маркалы белсендірілген көмір және Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген қарағай үгінділер.



Белсендрілген көмір; КСБ+КҚҮ (7000С);


  1. сурет – Сіңіру уақытынан мырыш бойынша сорбциялық сыйымдылыққа тәуелділігі

Анализдің физикалық әдістері үлкен молекулалардың адсорбциясы үшін қамыстың негізінде карбонизацияланған сорбенттер макро- және мезокеуекті құрылымға болатындығы көрсетілген. Әртүрлі температурада мырыш ионының карбонизацияланып синтезделген сорбенттермен сіңірілуі туралы мәліметтер келтірілген. (4 сурет)


КСБ+КҚҮ(7000С), КСБ+КҚҮ(6500С),

КСБ+ККҮ(7000С), КСБ+ККҮ(6500С)


  1. сурет - Әртүрлі сорбенттредегі мырыштың (II) сорбциялануының кинетикалық қисықтары

Қысқа уақыт ішінде сорбцияның аумағы максималды мәнге жетеді және платоға шығады. Жоғары сорбциялық қабілеттілік белсендірілген көмірдің құрылымымен, макро-, микро-, мезотесіктердің көп мөлшерде болуымен, сонымен бірге КҚҮ-ң беттік функционалды топтарымен әрекеттесуімен туындаған химиялық сорбциясымен түсіндіріледі.

Тәжирибе түрінде тұрақты және динамикалық жағдайларда математикалық модельдеу және сандық есептеу мәліметтеріне сәйкес келетін синтезделген көміртекті композиттердің сорбциялық белсенділікке ие болатыны анықталды. Аталған зерттеулер құрамында көміртегі бар композиттерді зерттеу бойынша жұмыстар аумағында Жану мәселелері Институтында жүргізілген және жаңа тиімді, көміртегі-минералды сорбенттерді құрастыруға қажетті тәжірибелік мәліметтерді алуға бағытталған. Келесі тараудың мақсаты – қарағай үгінділерін карбонизациялау негізінде көміртегі сорбенттерінің басқа класын алу үрдісін және олардың сорбциялық қасиеттерін зерттеу.



Осыған байланысты карбонизацияланған қарағай үгінділері (КҚҮ) мен Көкшетау сазбалшығының (КС) композиттерінде Pb, Zn, Cu ауыр металл иондарының сорбциясы бойынша зерттеулер жүргізілді. 5 суретте көрсетілгендей ауыр металл иондарына қарағанда зерттелетін үлгілердің сорбциялық қасиеттері әртүрлі.

- қорғасын , - мыс, - мырыш


5 сурет- Негізгі композиттердің ауыр металл иондарының сорбциялық қабілеттіліктің уақытқа тәуелділігі
Олай болса, композиттердің сіңірілу дәрежесі мыс бойынша 91%, қорғасын 93% және мырыш 80% құрайды.

Алынған нәтижелер бойынша кадмий және мыс иондарына байланысты КҚҮ мен КС негізінде композиттер жақсы дәрежеде сорбциялық қасиеттерін айқындайды деп қортынды жасауға болады. Сулы ертінділерден алынатын уытты металл иондарымен әрекеттесуі кезінде түрлендірілген сорбенттердің бетінде жүретін үрдістер әрекеттесудің бірнеше түрімен сипатталатыны белгілі: сорбциялық, ионалмасу және комплекстүзуші. Әрекеттесудің барлық түрлері осы сорбенттерді бірнеше қолдануға мүмкіндік беретін қайтымды сипатқа ие.


ҚОРЫТЫНДЫ
Алынған мәліметтер келесідей қорытындылар жасауға негіз береді:

  1. Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген

қарағай үгіндісінің негізінде сорбциялық материалдар алынды және олардың физикалық-химиялық параметрлері анықталды: меншікті беті, тығыздығы, кеуектілігі.

  1. Көкшетау саз балшығының көміртектенуі кезінде

талшықты көміртегінің түзілетіні анықталды. Синтезделген көміртекті минералды сорбенттің жоғары меншікті беттік ауданы мен кеуектілігі бар екендігі айқындалды.

  1. Синтезделген көміртекті сорбенттердің ауыр

металл иондарын сіңіру бойынша статикалық жағдайда сорбциялық қабілеті 70-98% болатыны анықталды.

  1. Монтмориалланит, және диатомит,

карбонизацияланған қарағай үгінділері мен каолинді сазбалшықтары (Көкшетау кенорындары) сияқты сіңіру қабілеті жоғары дәстүрлі емес материалдардан керамикалық шығыр мен саптар дайындалды. Алынған шығыр мен саптар үлкен меншікті бетімен және жақсы механикалық беріктігімен сипатталады

  1. Зерттелінетін үлгілердің ауыр металл иондарына

байланысты керамикалық саптар мен шығырлардың сорбциялық қабілеті зерттелді және олардың айырмашылығы дәлелденді.Олар: мыс бойынша 91%, қорғасын -93% және мырыш -80% құрайды.
Міндеттерді шешудің толық бағалануы:


  1. Диссертацияның мақсаты толық орындалды. Қойылған тапсырмаларға қол жеткіздік.

  2. Көкшетау саз балшығының мен карбонизделген қарағай және кебек үгінділерінің негізіндегі сорбент - композицияларды синтезделді;

  3. Алынған сорбенттердің физика-химиялық сипаттамаларың зерттелді;

  4. Көкшетау саз балшығы мен карбонизделген қарағай және кебек үгінділерінің негізіндегі ауыр металл иондардың сорбциялық үрдісін зерттелінді.

Магистірлік диссертация тақырыбы бойынша басылымға шыққан мақалалар:


  1. ЕслямоваУ.Б., Омаров М.А., Нурмуханбетова Н.Н, Мансуров З.А., Машан Т,.

Использование карбонизованных пшеничных отрубей для очистки воды от ионов тяжелых металлов (стр. 149). Ш. Уалиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университетінің 20 жылдық мерейтойына арналған “Шоқан оқулары – 21 ” Халықаралық ғылыми – тәжірибелік конференциясының материалы.

  1. Бақытжанова А., Еслямова У.Б., Нурмуханбетова, Ногоев Ю.Я., Таужанова А.Б.

Әр түрлі ластағыштардың су жүйелерін тазалау үшін қолданылатын технологияларға шолу.

3.Карбонизацияланған сорбенттердің жалпы сипаттамасы. материалы Республиканской научно-практической конференции «Современные проблемы органический химии и пути их решения», посвященной 80-летию со дня рождения академика НАН РК, доктора химических наук, профессора Токмурзина Кыдырма Хамитовича. 125-130 стр



Еслямова Умит Батырбековна

Исследование физико-химических и сорбционных свойств композитов на основе кокшетауской глины, сосны и опилок

6М060600 “ Химия”

Аннотация


Общее описание работы. Исследовать физико-химических и сорбционных свойств композитов на основе кокшетауской глины и карбонизационных опилок.

Актуальность исследования. Синтезировать сорбенты на основе органического сырья города Кокшетау решить один из ключевых вопросов в регионе - обеспечение чистой питьевой водой г Кокшетау.

Цель работы. Получить сорбенты нового типа на основе кокшетауской глины и карбонизационных сосны и отрубей. Исследовать их структуры и физико-химических и сорбционных свойств.

Цели исследования.

- синтезировать сорбционные композиты на основе кокшетауской глины и карбонизированных опилок и отрубей;

- исследовать полученные сорбенты и их физико-химические свойства;

- исследовать процесс сорбции ионов тяжелых металлов на основе кокшетауской глины и карбонизационных сосны и опилок на композите пшеничных отрубей.

Объекты исследования: сорбенты на основе кокшетауской глины и карбонизационных сосны и пшеничных отрубей (композиты)

Направление исследования: Получение нового типа композитов на основе глинистых и карбонизованных сосны и пшеничных отрубей в городе Кокшетау, изучение их структуры и физико-химических характеристик и сорбционных свойств.

Методы исследования. Термометрия (йодметрия), фотохимия, атомный адсорбционный анализ и газохроматографический анализ, элементный анализ, электронная микроскопия, методы рентгеновского анализа.

Новизна работы:

- - впервые получены углеродные сажи на основе минерального (глинистого) и растительного происхождения (карбонизационных сосны и пшеничных отрубей) в городе Кокшетау;



- изучены их физико-химические и сорбционные свойства;

Практическое значение исследования. Новые композиты рекомендуются для использования сорбентов в очистке промышленных потоков и питьевой воде от тяжелых металлов в городе Кокшетау и других регионах Казахстана.

Практическая ценность. Кокшетауская глина и карбонизированные сосны и пшеничных отрубей могут использоваться для сорбционной очистки углеродных сорбентов, питьевой воды от ионов тяжелых металлов.


Eslyamova Umit Batyrbekovna

Investigation of physicochemical and sorption properties of composites based on Kokshetau clay, pine and sawdust

6M060600 “Chemistry”

Аnnotation

General description of the work. Investigate the physicochemical and sorption properties of composites based on Kokshetau clay and carbonization sawdust.

The relevance of research. Synthesize sorbents on the basis of organic raw materials of the city of Kokshetau to solve one of the key issues in the region - providing clean drinking water in Kokshetau.

Objective. Obtain sorbents of a new type based on Kokshetau clay and carbonized pine and bran. Investigation of their structure and physico-chemical and sorption properties.

Objectives of the study.

- synthesize sorption composites based on Kokshetau clay and carbonized sawdust and bran;

- to investigate the sorbents obtained and their physicochemical properties;

- to investigate the process of sorption of heavy metal ions on the basis of Kokshetau clay and carbonization pine and sawdust on a composite of wheat bran.

Objects of research: sorbents on the basis of Kokshetau clay and carbonization pine and wheat bran (composites)

Research direction: Obtaining a new type of composites based on clay and carbonized pine and wheat bran in the city of Kokshetau, studying their structure and physico-chemical characteristics and sorption properties.

Methods of research. Thermometry (iodometry), photochemistry, atomic adsorption analysis and gas chromatography analysis, element analysis, electron microscopy, X-ray analysis methods.

Novelty of work:

- - Carbon blacks based on mineral (clay) and vegetable origin (carbonation pine and wheat bran) were first obtained in the city of Kokshetau;

- their physical-chemical and sorption properties were studied;

Practical significance of the study. New composites are recommended for the use of sorbents in the purification of industrial flows and drinking water from heavy metals from the city of Kokshetau and other regions of Kazakhstan.

Practical value. Kokshetau clay and carbonized pines and wheat bran can be used for sorption cleaning of carbon sorbents, drinking water from heavy metal ions.

Редакционно-издательский центр Кокшетауского государственного университета им. Ш. Уалиханова


ЕСЛЯМОВА УМИТ БАТЫРБЕКОВНА

Көкшетау сазбалшығы мен қарағай және кебек үгінділерінің негізіндегі композиттердің физикалық-химиялық және сорбциялық қасиеттерінің зерттеу.

Подписано в печать «­­­­__» _______ 2018 г. Объем п.л. Тираж ---- экз.

Заказ № . Бумага ксероксная. Ризография.

Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университетінің баспаханасында басылған.

Отпечатано в типографии Кокшеатуского государственно университета им. Ш. Уалиханова.

Наш адрес: Казахстан, Акмолинская область, г. Кокшетау, ул. Абая, 76, РИО КГУ им. Ш. Уалиханова



www.kgu.kz

Достарыңызбен бөлісу:
1   2




©www.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет