По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 628.1

Исследования влияния межфазных явлений на эффективность процесса электрофлотационного извлечения углеродных наноматериалов, стабилизированных ПАВ

Милютина А.Д. аспирантка, ведущий инженер кафедры ТНВ и ЭП, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, e-mail: milyutina_alena_rhtu@mail.ru,
Колесников А.В. канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, Технопарк «Экохимбизнес-2000+», e-mail: artkoles@list.ru,
Крюков А.Ю. канд. хим. наук, доцент кафедры физической химии, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева E-mail: kruk_s@mail.ru

Экспериментально изучен процесс электрофлотационного извлечения углеродного наноматериала из водных растворов в присутствии поверхностно-активных веществ различной природы. Рассмотрены межфазные явления (электрокинетический потенциал, размер частиц) и поверхностные характеристики частиц углеродных наночешуек, влияющие на эффективность извлечения данных частиц. Кроме того, было проведено электрофлотационное извлечение частиц углеродных наночешуек из водных растворов. в присутствии гидроксидов цветных металлов.

Литература:

1.  Вигдорович  В. И., Цыганкова  Л. Е., Шель Н.В., Осетров А.Ю., Зверева А.А. Углеродные наноматериалы и композиты на их основе // Вестник ТГУ. — 2013. — Т. 18, вып. 4. — С. 1220–1229.

2.  Десятов  А. В., Колесников  В. А., Крюков  А. Ю., Милютина  А. Д., Колесников  А.В. Исследование электрохимического поведения макетных образцов накопителей энергии с  углеродными электродами // Теоретические основы химической технологии. — 2016. — Том 50, № 6. — С. 645–656.

3.  Колесников  В. А., Ильин  В. И., Бродский  В. А., Колесников  А. В . Электрофлотация в  процессах водоочистки и  извлечения ценных компонентов из  жидких техногенных отходов. Обзор  // Теоретические основы химической технологии. — 2017. — Т. 51, № 4. — С. 361–375.

4. Петренко Д.Б. Модифицированный метод Боэма для  определения гидроксильных групп в углеродных нанотрубках // Вестник Московского государственного областного университета. — 2012. — № 1. — С. 157–160.

5. Раков Э. Г. Нанотрубки и фуллерены: учеб. пособие.  — М.: Университетская книга, Логос, 2006. — 376 с.

6.   С а я п и н а   Н . В . , С е р г и е в и ч   А . А . , Б а т а л о в а   Т . А . , Н о в и к о в   М . А . , Асадчева А. Н., Чайка В. В., Голохваст К. С. Экологическая и токсикологическая опасность углеродных нанотрубок: обзор российских публикаций // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2014. — Том 16, № 5 (2). — С. 949–953.

7.  Хунг  Н. Ч., Тыонг  Н.  М, Раков  Э. Г. Исследование кислотной функционализации углеродных нановолокон // Неорганические материалы.  — 2010.  — Том 46, № 10. — С. 1195–1201.

8.  Ш у л е н и н а   З . М . , Б а г р о в   В . В . , Десятов А. В., Зубков А. А., Камруков А. С., Колесников  В. А., Константинов  В. Е., Ксенофонтов  Б. С., Новиков  Д. О. Вода техногенная: проблемы, технологии, ресурсная ценность. Учеб. пособие // М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. — 401 с.

Множество углеродных наноматериалов (УНМ), таких как углеродные нанотрубки, нановолокна, наночешуйки, находят все большее количество способов для применения в технике и науке. Несмотря на впечатляющие перспективы их применения [1, 2], уникальные физико-химические свойства [5,7], данным углеродным материалам свойственна токсичность и биологическая несовместимость по отношению к живым организмам [6].

Чаще всего УНМ применяют в качестве добавок не в сухом виде, а в виде водных суспензий, стабилизированных различными поверхностно-активными веществами (ПАВ). Кроме того, в процессе получения и применения УНМ применяются вещества различного состава — неорганические кислоты, электролиты (хлориды, нитраты, сульфаты), соли цветных и тяжелых металлов, органические вещества и др. Таким образом, в сточные воды различных производств попадают все вышеперечисленные вещества. Однако небольшие размеры УНМ способствуют их отличному пропусканию через фильтры, применяемые на промышленных химико-технологических производствах.

В связи с этим возникла необходимость поиска эффективных методов извлечения углеродных наноматериалов с целью очистки технологических растворов и сточных вод предприятий, использующих данные материалы.

Одним из эффективных способов очистки сточных вод является электрофлотационный метод [4, 8]. Этот метод, основанный на электрохимических и физико-химических явлениях, применяют для удаления из водных растворов различной по составу дисперсной фазы. При электролизе воды образуются пузырьки водорода и кислорода, которые флотируют частицы на поверхность раствора. Интенсивность и эффективность процесса электрофлотационного извлечения дисперсной фазы можно регулировать за счет изменения различных параметров, таких как плотность тока, рН среды, а также наличие специальных добавок (ПАВ, коагулянтов, флокулянтов и др. веществ).

Таким образом, работа посвящена изучению процесса электрофлотационного извлечения углеродных наноматериалов из водных растворов в присутствии ПАВ различной природы, а также исследованию их поверхностных характеристик, влияющих на процесс электрофлотации.

Для Цитирования:
Милютина А.Д., Колесников А.В., Крюков А.Ю., Исследования влияния межфазных явлений на эффективность процесса электрофлотационного извлечения углеродных наноматериалов, стабилизированных ПАВ. Водоочистка. 2018;1-2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: