Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Модель изотермы Ленгмюра основана на том, что на поверхности сорбентов образуется мономолекулярный сорбционный слой, и все сорбционные центры обладают равной энергией и энтальпией сорбции. Модель Фрейндлиха используется для описания сорбции на гетерогенной поверхности. Так как сорбционные центры по этой модели характеризуются различными величинами энергии, то в первую очередь происходит заполнение активных сорбционных центров с максимальной энергией [6]. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 28-32. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 28-32. Рассчитанные значения адсорбционных параметров моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина — Радушкевича Модель Параметр модели W Mo Ленгмюра K l 10-3, дм3/ммоль 11.03 4.98 amx, ммоль/г 0.45 0.48 R 2 0.13 0.21 Фрейндлиха K f , (ммоль/г)-(дм 3 /ммоль)1/и 3.65 1.62 1/n 1.02 0.77 R2 0.90 0.80 Дубинина — Радушкевича k, моль 2 /кДж 2 0,015 0.020 Е, кДж/моль 5.8 5.0 am^, ммоль/г 0.12 3.07 R 2 0.97 0.98 Из таблицы видно, что для описания процесса сорбции вольфрама и молибдена на композите MnO 2 /C лучше всего подходит модель Дубинина— Радушкевича (наибольший R2). Моделей Ленгмюра не подходит для описания данного процесса (наименьшее значение R2), поэтому согласно теории на поверхности сорбента находится мало активных адсорбционных центров с одинаковой энергией. Модель Дубинина — Радушкевича может быть использована для расчета средней свободной энергии адсорбции: Е = ( - 2 к ) -05 . (7) По численному значению величины E в уравнении изотермы Дубинина— Радушкевича можно судить о природе сил взаимодействия между вольфрамом, молибденом и активными центрами на поверхности сорбента и определить, является ли закрепление ионов вольфрама и молибдена физическим процессом илиже оно имеет химический характер. Считается, что в случае, если 8 < Е < 16 кДж/моль, то адсорбционный процесс протекает по ионообменному механизму, а при Е < 8 кДж/моль процесс адсорбции носит физический характер [6]. Рассчитанное значение Е для вольфрама и молибдена составляет 5,8 и 5,0 кДж/моль соответственно, что свидетельствует о физической природе взаимодействия адсорбата с адсорбентом. Максимальная сорбционная емкость составила 0,18 и 0,29 мг/г для вольфрама и молибдена соответственно, что гораздо меньше, чем максимальная сорбционная емкость бинарного оксидного сорбента Fe-Mn, которая для вольфрама и молибдена составляет 65,42 [7] и 27,69 мг/г [7] соответственно. Выводы Изучены сорбционные свойства композита оксид марганца (IV) / механоактивированный графит по отношению к вольфраму и молибдену. Установлено, что наибольшая степень извлечения молибдена и вольфрама на композите оксид марганца (IV)/C достигается в кислой среде при pH = 1. Наибольшая разница степени извлечения вольфрама и молибдена наблюдается при pH = 4. Процесс сорбции вольфрама и молибдена на композите описывается моделью Дубинина — Радушкевича. Максимальная сорбционная емкость композита составила 0,18 и 0,29 мг/г для вольфрама и молибдена соответственно. Список источников 1. Husnain S. M., Asim U., Yaqub A., Shahzad F., Abbas N. Recent trends of MnO 2 -derived adsorbents for water treatment: a review // New J. Chem. 2020. No. 16. P. 1-67. 2. Song Y., Chen X., Zhao Z., Zhang J., He L. Theoretical Basis for the Separation ofW andMo with Manganese Dioxide: A Speciation- Based Approach // Metall. Mater. Trans B. 2016. V. 47B. P. 675-685. 3. Mopoung S., Amornsakchai P., Mopoung R., Thianngam P. Potassium permanganate loaded activated carbon production from pineapple leaf at low pyrolysis temperature for water hardness removal // Chem. Asian J. 2019. V. 12. No. 1. P. 126-136. 4. Ji C., Ren H., Yang S. Control of manganese dioxide crystallographic structure in the redox reaction between graphene and permanganate ions and their electrochemical performance // RSC Adv. 2015. V. 5. P. 21978-21987. © Белозерова А. А., Печищева Н. В., Холманских И. А., Шуняев К. Ю., 2023 31