Sorption properties of silicate materials from straw rice and vermiculites

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A number of silicate and aluminosilicate sorption materials have been synthesized using rice straw as a silicon source. The dependence of sorption properties with respect to methylene blue, as well as density and moisture capacity on the composition is investigated. It is shown that the sorption capacity of silicate materials from vegetable raw materials is several times greater than that of natural aluminosilicates – vermiculite and materials based on it obtained by chemical modification. The presence of an organic component in the composition of the obtained biogenic materials contributes to a higher sorption capacity. The density and moisture capacity of the synthesized materials are determined.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. E. Panasenko

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the RAS

Author for correspondence.
Email: panasenko@ich.dvo.ru
Russian Federation, prosp. of the 100th Anniversary of Vladivostok 159d, Vladivostok 690022

S. A. Terminov

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the RAS

Email: panasenko@ich.dvo.ru
Russian Federation, prosp. of the 100th Anniversary of Vladivostok 159d, Vladivostok 690022

N. P. Shapkin

Far Eastern Federal University

Email: panasenko@ich.dvo.ru
Russian Federation, p. Ajax 10, Russian Island, Vladivostok 690090

A. N. Holomeidik

Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the RAS

Email: panasenko@ich.dvo.ru
Russian Federation, prosp. of the 100th Anniversary of Vladivostok 159d, Vladivostok 690022

References

  1. Ковехова А.В., Арефьева О.Д., Трегубова В.Г., Земнухова Л.А. Кремниевые удобрения из отходов производства риса // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность: Международ. научн.-практ. конф., Севастополь, 20–23 сентября 2021 г. Сб. ст. Севастополь: СевГУ, 2021. С. 322– 326. ISBN: 978-5-6043402-4-0
  2. Ахияров Б.Г., Исмагилов Р.Р., Рахимов Р.Р. Использование вермикулита при выращивании рассады овощных культур // Изв. ОренбургГАУ. 2015. Вып. 53. С. 67–70.
  3. Vasilyeva G., Mikhedova E., Zinnatshina L. Use of natural sorbents for accelerated bioremediation of grey forest soil contaminated with crude oil // Sci. Total Environ 2022. V. 8501. Art. 157952. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157952
  4. Durrant C.B., Begg J.D., Kersting A.B., Zavarin M. Cesium sorption reversibility and kinetics on illite, montmorillonite, and kaolinite // Sci. Total Environ. 2018. V. 610–611. P. 511–520.
  5. Yamaguchi N., Tsukada H., Kohyama K. Radiocesium interception potential of agricultural soils in northeast Japan // Soil Sci. Plant Nutr. 2017. V. 63. Is. 2. P. 119– 1264. https://doi.org/10.1080/00380768.2017. 1294467
  6. Zemnukhova L.A., Panasenko A.E., Polvakova N.V. Vermiculite from the Koksharovsky deposit (Primorsky Krai) and its properties // Chem. Sustain. Develop. 2018. V. 26. Is. 1. P. 19–26. https://doi.org/10.15372/CSD20180104
  7. Shapkin N.P., Khal’chenko I.G., Yudakov A.A. Synthesis of a nanocomposite based on polyethylene and modified vermiculite // Inorg. Mater. 2017. V. 53. № 10. Р. 1091–1096. https://doi.org/10.1134/S0020168517100120
  8. Shapkin N.P., Khal’chenko I.G., Panasenko A.E. Hybrid composite materials based on natural layered silicates // Inorg. Mater. 2018. V. 54. № 9. P. 965–969. https://doi.org/10.1134/S0020168518090145
  9. Арефьева О.Д., Ковехова А.В., Земнухова Л.А. Получение и характеристика сорбентов из возобновляемых отходов производства риса и подсолнечника // Хим. технол. Т. 21. № 11. С. 506–511.
  10. Панасенко А.Е., Борисова П.Д., Арефьева О.Д., Земнухова Л.А. Алюмосиликаты из соломы риса: получение и сорбционные свойства // Химия раст. сырья. 2019. № 3. С. 291–298.
  11. Yarusova S.B., Panasenko A.E., Zemnukhova L.A. Sorption of cesium by aluminosilicate sorbents from rice straw // IOP Conf. Ser.: Material. Sci. Engin. 2019. V. 525. № 1. Art. 012041.
  12. Бельчинская Л.И., Ходосова Н.А., Новикова Л.А. Регулирование сорбционных процессов на природных нанопористых алюмосиликатах. 2. Определение соотношения активных центров // Физико-хим. поверхности и защита мат-лов. 2016. Т. 52. № 4. С. 363–370.
  13. Wang Y.-J., Alves M., Zhou D.-M. Combining path analysis and X-ray absorption spectroscopy to unravel the Zn sorption mechanism on soils // Soil Sci. Soc. Amer. J. 2018. V. 82. Is. 4. P. 796–802. https://doi.org/10.2136/sssaj2017.12.0436
  14. Wu F.-C., Liu B.-L., Wu K.-T., Tseng R.-L. A new linear form analysis of Redlich–Peterson isotherm equation for the adsorptions of dyes // Chem. Engin. J. 2010. V. 162. № 1. P. 21–27.
  15. Ge Q., Moeen M., Tian Q. Highly effective removal of Pb2+ in aqueous solution by Na-X zeolite derived from coal gangue // Environ. Sci. Pollut. Res. 2020. № 27. P. 7398–7408.
  16. Titchou F.E., Akbour R.A., Assabbane A., Hamdani M. Removal of cationic dye from aqueous solution using Moroccan pozzolana as adsorbent: Isotherms, kinetic studies, and application on real textile wastewater treatment // Groundwater Sustain. Develop. 2020. № 11. P. 1–10.
  17. Kumar K.V., Porkodi K. Relation between some two- and three-parameter isotherm models for the sorption of methylene blue onto lemon peel // J. Hazard. Mater. 2006. № 138. P. 633–635.
  18. Kumar K.V., Sivanesan S. Equilibrium data, isotherm parameters and process design for partial and complete isotherm of methylene blue onto activated carbon // J. Hazard. Mater. 2006. № 134. P. 237–244.
  19. Wang S., Boyjoo Y., Choueib A., Zhu Z.H. Removal of dyes from aqueous solution using fly ash and red mud // Water Res. 2005. № 39. Р. 129–138.
  20. Ncibi M.C., Mahjoub B., Seffen M. Kinetic and equilibrium studies of methylene blue biosorption by Posidonia oceanica (L.) fibres // J. Hazard. Mater. 2007. № 139. Р. 280–285.
  21. Айлер Р. Химия кремнезема: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. Ч. 2. 712 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Yield and sorption capacity for methylene blue of calcium silicate and silicon dioxide samples at different pH (a, b) and temperature (c, d) of the reaction medium

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. IR spectra and X-ray diffraction patterns of samples: a, c – from plant materials, b, d – from mineral

Download (29KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Microphotographs of samples from mineral (a, sample 2) and plant raw materials (b, sample 8)

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Sorption capacity (MC) of biogenic sodium aluminosilicate (sample 8): (a) before treatment after calcination, (b) after treatment with DMSO

Download (940KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Sorption capacity of biogenic sodium aluminosilicate (sample 8) after 4 regeneration cycles

Download (817KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».