Написати автору Вплив модифікації цеолітів на їхні адсорбційні властивості
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp15.01.077
Анотація
Забруднення атмосферного повітря визначається функціонуванням як техногенних, так і природних джерел забруднення. Основними антропогенними джерелами забруднення є: транспорт, промислові підприємства, об’єкти енергетики та сільського господарства. З метою вибору раціонального та ефективного методу очищення атмосферних викидів від шкідливих компонентів, було проведено систематичне дослідження з виявлення потенціалу природних цеолітів Грузії. Зокрема, досліджено чотири зразки цеолітовмісних порід: анальцим, кліноптилоліт, філіпсит, морденіт та їхні модифіковані форми. За допомогою хроматографічного методу дослідження адсорбційних властивостей природних цеолітів виявлено найкращу адсорбційну здатність до оксидів азоту морденіту та його модифікованої водневої форми, отриманої двома методами. Показано перспективність і рентабельність використання водневої форми морденіту, обробленого амонієм, у процесах очищення нітрозних газів від вихлопних газів, а також можливість використання отриманих від його регенерації регенерованих продуктів (водних розчинів солей амонію) як азотне добриво в сільському господарстві. У процесі досліджень проведено експериментальне адсорбційне очищення зразка (Н-морденіт). Пробу відбирали з випускного патрубка контактного апарата цеху окиснення амоніаку підприємства з виробництва азотної кислоти ТОВ «Руставі Азоти». Встановлено, що модифіковані морденіти можуть бути запропоновані як екологічно чистий, високоефективний сорбент у процесах очищення повітря від токсичних домішок. З двох досліджених форм H-морденіту дані про адсорбцію, отримані для морденіту, модифікованого іонами NH4+, приблизно на 20 % кращі, ніж для форми, модифікованої кислотою. Слід зазначити, що використання гранульованих цеолітів (морденіту) в адсорберах з щільною упаковкою є дуже ефективним. Також з економічної точки зору можливе повторне використання відпрацьованих висококремнеземних сорбентів після їх регенерації методом окиснення, оскільки такі цеоліти стійкі до окиснювачів, таких як гідроксильні радикали, озон тощо, і їх можливо, регенерувати без вилучення з адсорбера.
Ключові слова
Повний текст:
Посилання
1. Shotadze M. Problem of atmospheric air pollution in the city of Tbilisi - national environmental priority // Center for Strategic Research and Development of Georgia. Bulletin. 2003. 80: 20.
2. Results of climate change projects in 2006. In: United Nations Framework Convention on Climate Change. (Tbilisi, 2007). P. 5.
3. Kordzakhia K., Tsotadze G., Megrelishvili N. Annual report on the release of harmful substances into the Atmospheric air from stationary sources of atmospheric air pollution and road transport. Ministry of Environmental Protection of Georgia, Department of Atmospheric Air Protection of the Department of Integrated Environmental Management. 2010. P. 50.
4. Dubkov A.A, Anshits A.G., Bykov V.I, Vereshohagina T.A., Shazonova O.M. Development of adsorption processes of acid components removal from waste industrial gases. 8-Sov-Fench Semin. Catal. (Novosibirsk, 1990).
5. Klopp G., Szebeyi I.,Czener M. Decationated zeolites as absorbents for environmental protection. In: Proc. 5th Conf. Appl. Chem. Unit. Oper and Process. Balatonfured. (3-8 Sept., 1989).
6. Roy A., Mishra Ch., Jein S., Solanki N. A review of general and modern methods of air purification. Journal of Thermal Engineering. 2019. 5(2): 22. https://doi.org/10.18186/thermal.529054
7. Perez-Botella E., Palomino M., Valencia S., Rey F. Zeolites and other Adsorbents. In: Nanoporous Materials for Gas Storage (Green Energy and Technology). (Springer Singapore, 2019). P. 173. https://doi.org/10.1007/978-981-13-3504-4_7
8. Manda T., Baraza G., Omwoma S. Advancements in Surface Adsorption Phenomena of Zeolits and Their Novel Applications. Journal of Materials Science Research and Reviews. 2023. 6(4): 790.
9. Nikolina V.Ya., Knysh L.I., Krupennikova A.Yu. Studies of clinoptilolites of the Georgian deposites, of their modification and use in acidic media. In: Clinoptilolite. (Tbilisi: Metsniereba, 1977). P. 188.
10. Gorbachev V.F., Rosenberg G.I., Kharitonova R.Sh., Vlasov V.V., Varfolomeeva E.K., Iglina O.G., Musin T.G., Logak L.G., Nugaeva N.K. Dependence of physic-chemical and adsorption properties of commercial type natural zeolites on the regime of acid activation. In: Natural zeolites. (Tbilisi: Metsniereba, 1979). P. 72.
11. Bobonich F.M., Mal'ko N.Ya., Makhlinets V.G., Zuev V.I., Il'in V.G., Slinyakova I.B. Studies of the effect of decationizing and dealuminizing of natural clinoptilolites on their adsorption properties. In: Natural zeolites. (Tbilisi: Metsniereba, 1979). P. 154.
12. Kefer R.G., Pusanov I.S. Adsorption and catalytic conversion of N2O and NO on natural clinoptilolite. In: Geology, physicochemical properties and use of natural zeolites. (Tbilisi: Metsniereba, 1985). P. 288.
13. Starobinets S.E., Kovalev S.D., Kefer R.G., Gaprindashvili R.T., Timofeeva V.Ya. Adsorption of nitrogen oxides from gas releases of power plants on N2O4 coolant using natural clinoptilolites. In: Proceedings of all-union scientific and technical conference on the "Extraction, processing and use of natural zeolites". (19-21 November, Gori, Georgia, 1989). P. 104.
14. Hiromichi F., Shigekazu S., Wataru I., Takaaki T., Nobuya Y., Yasutoshi K. A Study of Mineral Zeolite as a Nitrogen Oxides Adsorbent for Dissolver Off-Gas Treatment. Nuclear Technology. 1986. 75(1): 96. https://doi.org/10.13182/NT86-A15980
15. US Patent 4617035. John D.Y., Zongxuan H., Songsheng T., Timothy E. McMinn. Para-xylene production process employing in-situ catalyst selectivation. 1986.
16. Ackley M.W., Rene S.U., Saxena H. Application of natural zeolites in the purification and separation of gases. Microporous and Mesoporous Materials. 2003. 61(1-3): 25. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(03)00353-6
17. Rubashvili I., Kordzakhia K. Feasibility of Application of Hydrogen form Natural Mordenite in the Process of Cleansing of Nitrous gas containing Air. In: Republic Conference of Young Scientists Chemistry Today. (Georgian Technical University Tbilisi, 2011. 26th February). P. 64.
18. Pirtskhalava N., Eprikashvili L., Kordzakhia T., Zautashvili M., Dzagania M., Rubashvili I., Kordzakhia K. Adsorption purification of air from nitrogen oxides by natural H-mordenite. In: The Jubilee Conference on Applied Chemistry. (Georgian Technical University. October 18-19, Tbilisi, 2011). P. 106.
19. Eprikashvili L., Pirtskhalava N., Zautashvili L., Dzagania M., Kordzakhia K. Qualitive state of Georgian atmospheric air and methods of its monitoring. Transactions of Petre Melikishvili Institute of Physical and Organic Chemistry. 2011. P. 77.
20. Kordzakhia K., Eprikashvili L., Zautashvili L., Pirtskhalava N., Dzagania M. Air pollution from the stationary seurses in Georgia. In: International Scientific-Practical Conference "Innovative Technologies and Environment Protection". (Akaki Tsereteli State University, Kutaisi, 2012). P. 54.
21. Eprikashvili L.G., Kordzakhia K.T., Kordzakhia T.N., Zautashvili M.G., Pirtskhalava N.V., Dzagania M.A. Condition of the atmospheric air of Georgia and some methods of its protection against pollution. Aparatura Badawcza I Dydaktyczna. V. XVIII. 2013. 3: 195.
22. Eprikashvili L.G., Kordzakhia T.N., Zautashvili M.G., Pirtskhalava N.V., Dzagania M.A., Burkiashvili N.O. The basic sources of ambient air pollution in Georgia and possibility of purification of industrial gas emissions by natural zeolites. In: 34th International Conference on Vacuum Microbalance and Thermoanalytical Techniques (ICVMTT 34) and International Conference "Modern Problems of Surface Chemistry". (Ukraine. May 20-21, 2014). P. 98.
23. Pirtskalava N., Zautashvili M., Dzagania M., Rubashvili I., Burkiashvili N., Kordzakhia K. Chromatographic method for quantitative determination of nitrogen oxides. In: I International Conference Eco-2010-Caucasus "Main Ecological Problems of Modernity and the Caucasus". Chemical Journal of Georgia. 2010. 10(4): 148.
24. Drugov I.S., Zenkevich I.G., Rodin A.A. Gas chromatographic identification of air, soil and biosphere polution. (Publishing House: "Binom". Laboratory of Knowledge, 2005).
25. Tsitsishvili G.V., Andronikashvili T.G., Chumburidze T.A., Skhirtladze N.I., Eprikashvili L.G., Mikelashvili Z.V. Chromatographic separation of a mixture of Ar-O2-N2-CH4 - CO on cation-modified mordenite-containing tuffs. Bulletin of the Academy of Sciences of the Georgian SSR. Ser. Chem. 1978. 4(3): 217.
26. Andronikashvili T.G.,Tsitsishvili G.V., Sabelashvili Sh.D., Chumburidze T.A., Eprikashvili L.G. Chromatographic properties of tuffs containing some Zeolites. Journal of Chromatography. 1978. 148(1): 61. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)99322-1
27. Chumburidze T.A., Skhirtladze N.I., Eprikashvili L.G., Abashidze V.N. Chromatographic properties of synthetic and natural cation-modified mordenites. In: On Sat. Adsorbents and solid carriers in gas chromatography. (Tbilisi: Metsniereba, 1979). P. 53.
28. Andronikashvili T.G., Tsitsishvili G.V., Chumburidze T.A., Skhirtladze N.I., Eprikashvili L.G. Chromatographic properties of modified mordenite-bearing tuffs. Natural zeolites. In: Proceedings of the Soviet-Bulgarian symposium on the study of the physical and chemical properties of natural zeolites. (Tbilisi: Metsniereba, 1979). P. 220.
29. Skhirtladze N.I. Sedimentary zeolites of Georgia. (Tbilisi University Press, 1991).
30. Skhirtladze N.I. Genetic groups of Georgian zeolites, their main deposits and manifestations. (Tbilisi: Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, University Press, 1997).
31. Rabo J.A. Zeolite Chemistry and Catalysis. (Washington: American Chemical Society, 1976).
32. Kordzakhia T.N., Burdjanadze M.N., Kakhidze N.A. Adsorption properties of some cation-modified clinoptilolite-containing tuffs. Proceedings of the Georgian Academy of Sciences. Chem. ser. 1999. 25(3-4): 260.
33. Kordzakhia T.N., Eprikashvili L.G., Kalinichev A.I., Andronikashvili T.G. Adsorption of an alcohol-water binary mixture on cation-modified clinoptilolite-containing tuffs of the Dzegvi deposit of the Republic of Georgia. Proceedings of the Georgian Academy of Sciences. Chem. ser. 1991. 17(1): 42.
34. Eprikashvili L., Kordzakhia T., Andronikashvili T. Zeolites - the unique desiccation agent for organic liquids. (LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015).
35. Keltsev N.V. Basics of adsorption technics. (Moscow: Chemistry, 1984).
36. Zhdanov S.P., Egorova E.N. Chemistry of zeolites. (Leningrad: Science, 1968).
37. Tsitsishvili G.V., Andronikashvili T.G., Kirov G.N., Filizova L.D. Natural Zeolites. (England Ellis Horwood, 1992).
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp15.01.077
Copyright (©) 2024 L. G. Eprikashvili, T. N. Kordzakhia, M. G. Zautashvili, N. V. Pirtskhalava, M. A. Dzagania, G. P. Tsintskaladze, T. V. Sharashenidze
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.