Активированный уголь - сорбент с высокоразвитой пористой структурой, состоящий из углерода и обладающей большой способностью сорбировать газообразные, парообразные и растворенные вещества [1]. Уголь давно и эффективно используется для очистки воды от многих органических и неорганических компонентов. В промышленных масштабах активированные угли производят из древесных отходов, ископаемых углей и кокосовой скорлупы. Но их также можно изготавливать из любого углесодержащего материала. Для аграрных районов, получение активированного угля из отходов сельхозпроизводства с целью очистки питьевых вод, является очень важным и перспективным решением. Таким образом, возможна реализация сразу двух актуальных задач: утилизация растительных отходов и очистка воды. Так как здоровье и прекрасное самочувствие человеческого организма напрямую зависит от качества потребляемой воды, то вопросу ее безопасности уделяется огромное внимание. Но при традиционной водоподготовке в питьевую воду попадают ионы алюминия, потому что в качестве коагулянтов в основном используются его соли. В настоящее время достоверно доказано токсическое воздействие алюминия на растения и теплокровные организмы [2,3]. Поэтому большой интерес вызывают методы устранения алюминия из питьевой воды.
Целью данной работы стало получение активированного угля из растительных отходов переработки гречихи. И исследования адсорбционной способности полученного угля по отношению к ионам алюминия.
Таблица 1
Физико-химические показатели полученного угля их шелухи гречихи
|
Активированный уголь |
Адсорбционная активность |
Массовая доля влаги, % |
Суммарный объем пор по воде, см3/г |
|
|
по йоду, % |
по метиленовому голубому, |
|||
|
из шелухи гречихи |
8,8 |
167 |
5,7 |
3,3 |
Шелуху гречихи обрабатывали раствором ортофосфорной кислоты из расчёта 8 % H3PO4 на массу сырья. Карбонизацию и активацию проводили в муфельной печи при температуре 300 ± 50 0С. Полученный уголь промывали и высушивали. Физико-химические показатели угля представлены в таблице 1.
Адсорбцию алюминия проводили при статических условиях путем смешивания 0,5 г активированного угля с 50 мл раствора алюминия с концентрацией от 0,1 до 1,0 мг/л, в пластиковых стаканах и встряхивали при комнатной температуре в течение 20 минут. Равновесную концентрацию алюминия в полученных растворах определяли на анализаторе жидкости “Флюорат-02-3М”. По результатам исследования была построена изотерма адсорбции (рис. 1) и рассчитана степень извлечения (табл. 1.).
Рис. 1. Изотерма адсорбции ионов алюминия на активном угле из шелухи гречихи
Таблица 2
Степень извлечения алюминия активированным углем из шелухи гречихи
|
Концентрация раствора алюминия, мг/л |
Степень извлечения, % |
|
0,1 |
13 |
|
0,5 |
63 |
|
1,0 |
73 |
Физико-химические свойства полученного активированного угля из шелухи гречихи, а также изотерма адсорбции алюминия, свидетельствуют, что уголь имеет мелкопористую структуру. Степень извлечения возрастает с увеличением концентрации алюминия в исходном растворе и обнаруживает, что полученный уголь, возможно, использовать для очистки воды от ионов алюминия.