Хімія, фізика та технологія поверхні, 2022, 13 (3), 330-337.

Хімічна активація шкаралупи волоського горіху ацетатом кальцію. Мезопорувата структура та ефективність поглинання яєчного альбуміну



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp13.03.330

N. V. Sych, V. M. Vikarchuk, L. I. Kotyns’ka, N. N. Tsyba, L. A. Kupchyk, A. O. Lysenko

Анотація


В роботі розглядається підхід до переробки відходів агропромислової сировини за рахунок хімічної активації. Для отримання сорбційного матеріалу використовували відходи, що являють собою шкаралупу волоських горіхів Juglansregia. Метою роботи було розробити адсорбенти із шкаралупи волоських горіхів з великою часткою мезопор, визначити параметри поруватої структури та дослідити їхню адсорбційну здатність щодо поглинання яєчного альбуміну  як маркера середньомолекулярних речовин білкової природи. Зразки активованого вугілля з великою часткою мезопор (550 м2/г) було одержано комбінованим активуванням вихідної сировини. Спектрофотометричним методом досліджено сорбційну здатність одного із одержаних зразків та, для порівняння, медичного засобу SORBEX і доведено його ефективність при поглинанні яєчного альбуміну із водних розчинів. Показано суттєву здатність одержаного зразка сорбувати білок (35–38 мг/г), зроблено припущення, що в процесі сорбції макромолекули концентруються поблизу вхідних отворів в пори адсорбента. Можна констатувати, що адсорбція альбуміну зростає відповідно зростанню питомої поверхні мезопор. За допомогою одержаних ізотерм сорбції було проведено розрахунки параметрів процесів адсорбції. Ізотерми адсорбції були розраховані за допомогою рівняння Ленгмюра та Фрейндліха. Показано, що величини максимальної адсорбції, розраховані за допомогою рівняння Ленгмюра, добре узгоджуються з експериментальними даними.


Ключові слова


шкаралупа волоського горіху; активоване вугілля; хімічна активація; питома поверхня; сорбція яєчного альбуміну

Повний текст:

PDF

Посилання


Martinez M.L., Torres M.M., Guzman C.A., Maestri D.M. Preparation and characteristics of activated carbon from olive stones and walnut shells. Ind. Crop. Prod. 2006. 23(1): 23. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2005.03.001

Mohammadi S.Z., Karimi M.A., Afzali D., Mansouri F. Removal of Pb(II) from aqueous solutions using activated carbon from sea-buckthorn stones by chemical activation. Desalination. 2010. 262(1-3): 86. https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.05.048

Durán-Valle C.J., Gómez-Corzo M., Pastor-Villegas J., Gómez-Serrano V. Study of cherry stones as raw material in preparation of carbonaceous adsorbents. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2005. 73(1): 59. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2004.10.004

Namane A., Mekarzia A., Benrachedi K., Belhaneche-Bensemra N., Hellal A. Determination of the adsorption capacity of activated carbon made from coffee grounds by chemical activation with ZnCl2 and H3PO4. J. Hazard. Mater. 2005. 119(1-3): 189. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.12.006

Youssef A.M., Radwan N.R.E., Abdel-Gawad I., Singer G.A.A. Textural properties of activated carbons from apricot stones. Colloids Surf. A. 2005. 252(2-3): 143. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2004.09.008

Rachna Km., Agarwal A., Singh N.B. Rice husk and Sodium hydroxide activated Rice husk for removal of Reactive yellow dye from water. Mater. Today Proc. 2019. 12(3): 573. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.03.100

Sych N.V., Trofymenko S.I., Poddubnaya O.I., Klymchuk D.O., Puziy A.M. Porous structure and surface chemistry of phosphoric acid activated carbon from corncob. Appl. Surf. Sci. 2012. 261: 75. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.07.084

Sych N.V., Trofymenko S.I., Tsyba M.M., Kovtun M.F., Klunko A. Evaluation of the effectiveness of nanoporous material obtained by activation of coffee sludge. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. 2019. 17(2): 371. https://doi.org/10.15407/nnn.17.02.371

Danish M., Hashim R., Ibrahim M.N.M., Sulaiman O. Optimized preparation for large surface area activated carbon from date (Phoenix dactylifera L.) stone biomass. Biomass and Bioenergy. 2014. 61: 167. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.12.008

Sun Y., Webley P.A. Preparation of activated carbons with large specific surface areas from biomass corncob and their adsorption equilibrium for methane, carbon dioxide, nitrogen, and hydrogen. Ind. Eng. Chem. Res. 2011. 50(15): 9286. https://doi.org/10.1021/ie1024003

Yang K., Peng J., Srinivasakannan C., Zhang L., Xia H., Duan X. Preparation of high surface area activated carbon from coconut shells using microwave heating. Bioresour Technol. 2010. 101(15): 6163. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.03.001

Simonian M.H. Spectrophotometric Determination of Protein Concentration. Current Protocols in Food Analytical Chemistry. 2002. https://doi.org/10.1002/0471142913.fab0103s04

Leboda R., Skubiszewska Z., Ba J., Bogillo V.I. Influence of gasification catalyzed by calcium and steam activation on the porous structure of activated carbons. Langmuir. 1997. 13(5): 1211. https://doi.org/10.1021/la951564x

Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A., de Lecca C.S.M., Joly J.P. Calcium-carbon interaction study: Its importance in the carbon-gas reactions. Carbon. 1991. 29(3): 361. https://doi.org/10.1016/0008-6223(91)90205-W

Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pierotti R.A., Rouquerol J., Siemieniewska T. Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity. Pure Appl. Chem. 1985. 57(4): 603. https://doi.org/10.1351/pac198557040603




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp13.03.330

Copyright (©) 2022 N. V. Sych, V. M. Vikarchuk, L. I. Kotyns’ka, N. N. Tsyba, L. A. Kupchyk, A. O. Lysenko

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.