Details

Новым, активно разрабатываемым способом переработки шелухи и скорлупных оболочек является производство биосорбентов, предназначенных для очистки воздуха и водных сред. Преимущество биосорбентов заключается в наличии функциональных групп, способных неселективно связывать ионы тяжелых металлов, что позволяет их активно использовать для очистки сточных вод с переменным составом. Применение ферментных препаратов является эффективным способом увеличения сорбционной способности природных материалов. Целью работы являлось исследование сорбционных свойств и физико-химических характеристик сорбционных материалов, полученных путем биомодификации скорлупы грецкого ореха, и изучение механизма процесса адсорбции металлов на полученных биосорбентах. Установлено, что экспериментальные образцы полученных сорбционных материалов являются микропористыми сорбентами относительно поллютантов с размером частиц до 2 нм. Полученные значения термодинамических параметров (KL, А∞, ΔG, n, E) позволили установить химический механизм адсорбции для ионов Cu2+ и Zn2+ и смешанный — для ионов Cd2+ и Pb2+, что подтверждено результатами спектрального анализа полученного биосорбента и моделированием процесса адсорбции с использованием уравнений Ленгмюра, Фрейндлиха и Дубинина-Радушкевича. Полученные значения средней свободной энергии адсорбции E (от 5 до 25 кДж/моль) также свидетельствуют в пользу химической природы взаимодействия адсорбата с сорбционным материалом и соответствуют средней свободной энергии адсорбции микропористых сорбентов. Спектральный анализ функциональных групп биополимерной матрицы сорбентов после окончания процесса сорбции показал наличие сдвига полос поглощения 3349 см-1 и 1369 см-1, что подтверждает координационные взаимодействия между ионами металлов и группами –OH и ‒COО‒ и указывает на протекание процесса хемосорбции.