ХІМІЧНІ ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ МОДИФІКОВАНОГО БІОВУГЛЕЦЕВОГО ЕКОСОРБЕНТУ ДЛЯ ЗВ’ЯЗУВАННЯ ІОНІВ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ

Abstract

Вивчена можливість отримання екосорбентів на основі біологічно та хімічно модифікованого вуглецевого матеріалу з рослинної сировини для видалення іонів Cd (II), Cu (II), Pb (II) та Zn (II) з водних розчинів. Обґрунтовано особливості одержання екосорбенту з багаси цукрової тростини та рисового лушпиння. Сульфуровмісний біовуглецевий екосорбент отримують шляхом одностадійного піролізу сировини разом із сульфуровмісними реагентами за температури 350–400 °С. Температурні параметри та тривалість процесу піролізу визначали експериментально з умов максимального вмісту біовугілля в піролізаті. Сульфуровмісне біовугілля має високу поглинальну здатність щодо іонів важких металів (понад 80–90 %) порівняно з вихідним біовугіллям. Його специфіка зумовлена утворенням на поверхні та в порах сорбенту нерозчинних сульфідів металів. Мікробіологічна модифікація призводить до створення біосорбційного матеріалу для міцного зв'язування іонів важких металів. Сульфатвідновлюючі бактерії, іммобілізовані на поверхні біовугілля, також здатні перетворювати сорбовані важкі метали в нерозчинні сульфідні форми. Проведено комплексне дослідження структурно-пористих та сорбційних властивостей вихідного та модифікованого біовугілля. Встановлено, що хімічна та мікробіологічна модифікація біовугілля підвищує його сорбційну здатність за рахунок покращення структурно-пористих та іонообмінних властивостей матеріалу. Але ключовою властивістю екосорбентів з піролізованої та модифікованої рослинної сировини є здатність утворювати на поверхні та в порах екосорбенту нерозчинні сульфідні форми металів.