СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО ПОЛИМЕРА Российский патент 2007 года по МПК B01J20/24 

Описание патента на изобретение RU2302896C1

Изобретение относится к технологии получения сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов на основе природных полимеров, которые могут применяться для очистки водных растворов от загрязнений.

Сорбционная очистка воды и водных растворов является одним из эффективных способов удаления минеральных и органических загрязнений - токсичных элементов (тяжелых металлов) и органических красителей.

Описан способ получения сорбента на основе природного полимера - древесных опилок, обработанных химреагентом, производным тетрагидроиндола [1]. Сорбционная емкость сорбента в статических условиях по тяжелым металлам составляет 0,8-1,4 мг/г.

Известен способ получения сорбента на основе природного полимера в виде скорлупы орехов, включающий их дробление до кусков размером 10-16 мм, обработку концентрированным раствором соляной кислоты в течение 15-30 час, промывку, повторную обработку 2,0-2,5 часа в 33% водном растворе гидрооксида натрия, промывку и сушку при 100-105°С [2].

Недостатки способа - сложность технологии, связанная с использованием концентрированных растворов кислоты и щелочи, необходимость нейтрализации и утилизации отработанных растворов, что осложняет экологическую обстановку производства.

Цель изобретения - упрощение способа получения сорбента, повышение экологической безопасности процесса.

Указанная цель достигается тем, что природный полимер в виде скорлупы орехов, например грецких орехов, ореха фундук, измельчают до частиц размером до 10 мм, обрабатывают смесью кислот уксусной и азотной при нагревании на кипящей водяной бане в течение 1,5-2,0 часов, промывке и сушке ступенчато: при температурах 60-65°С, затем 100-105°, 125-130°С до постоянной массы, измельчению, отбору частиц размером не более 3 мм. Оптимальное соотношение 80% водного раствора уксусной кислоты и 55-65% водного раствора азотной кислоты 9,5-10:1. Продолжительность сушки при 60-65 и 100-105°С 1-2 часа, при 125-130°С - до постоянной массы. Получают готовый продукт - сорбент (выход 68-70%) с насыпной массой 0,6-0,8 г/см3, сорбционной емкостью по металлам, например по меди и кадмию 2,0-3,5 мг/г, по органическому красителю 0,65-0,75 мг/г. Изменение соотношения растворов и сырья и условий обработки ухудшают эффективность сорбции. Содержание в сорбенте клетчатки не менее 35%, азота по Кьельдалю не менее 0,3%.

Пример 1. В коническую колбу вместимостью 200 см3 загружают 20 г измельченной до частиц размером до 10 мм скорлупы грецких орехов и 50 мл смеси уксусной и азотной кислот при соотношении 10:1 и выдерживают на кипящей водяной бане 1,7 часа, охлаждают, отделяют твердый остаток, промывают водой и сушат 2 часа при температуре 60-65°С, 1,5 часа при 100-105°С и при 125°С до постоянной массы, измельчают до частиц размером до 3 мм. Выход готового продукта - сорбента - 68%, насыпная масса 0,68 г/см3. Содержание клетчатки 45,0%, азота по Кьельдалю, характеризующего протеиново-углеводный компонент 0,45%.

Пример 2. В колбу по примеру 1 загружают 20 г измельченной скорлупы ореха фундук, 50 мл смеси уксусной и азотной кислот, выдерживают на кипящей водяной бане 1,5 часа, охлаждают, отделяют, твердый остаток промывают, сушат, измельчают до частиц размером до 3 мм, выход готового продукта 70%, насыпная масса 0,65 г/см3, содержание клетчатки 36,0%, азота по Кьельдалю 0,45% (выход 67%).

Пример 3. Проверка сорбционной способности.

0,5 г сорбента из скорлупы грецких орехов в конической колбе вместимостью 100 см3 смешивают с 20 мл водного раствора ионов меди концентрацией 120 мг/л при комнатной температуре, перемешивают, выстаивают 4 часа (до прекращения сорбции), отделяют водный слой, в котором химанализом обнаруживают 66 мг/л меди. Сорбционная емкость по меди составляет 2,2 мг/г.

Пример 4. По примеру 3 в колбу берут 0,5 г сорбента, смешивают с 20 мл водного раствора ионов кадмия с концентрацией 100 мг/л, перемешивают, выдерживают 4 часа, отделяют водный слой. Проводят химанализ на содержание ионов кадмия. Сорбционная емкость 3,1 мг/г.

Пример 5. По примеру 1 в колбе смешивают 0,5 г сорбента и 19 мл водного раствора с содержанием 19 мг/л метиленовой сини, перемешивают, выдерживают 4 часа, отделяют водный слой, в котором колориметрически обнаружено 2 мг/л метиленовой сини. Сорбционная емкость 0,67 мг/г.

Аналогично проводят определение сорбционной емкости сорбента на основе скорлупы ореха фундук. Получены следующие данные; сорбционная емкость по меди 2,10 мг/г, по кадмию 2,10 мг/г, по метиленовой сини 0,68 мг/г.

Таким образом, способ позволяет упростить технологию, повысить экологическую безопасность процесса за счет исключения обработки концентрированным щелочным раствором, а обработки только кислотным раствором и снижения продолжительности.

Источники информации

SU 1498551, 1987.

RU 2172209, 1999.

Похожие патенты RU2302896C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО ПОЛИМЕРА 2006
  • Осадченко Иван Михайлович
  • Горлов Иван Федорович
  • Шигаева Наталия Ивановна
  • Скачков Дмитрий Александрович
RU2307706C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОРЗИНОК ПОДСОЛНЕЧНИКА 2006
  • Осадченко Иван Михайлович
  • Горлов Иван Федорович
  • Скачков Дмитрий Александрович
  • Левахин Владимир Иванович
  • Сложенкина Марина Ивановна
  • Швиндт Валерий Иванович
RU2307705C1
СОРБЕНТ НА РАСТИТЕЛЬНОЙ ОСНОВЕ 2006
  • Осадченко Иван Михайлович
  • Горлов Иван Федорович
  • Шишкунов Виктор Михайлович
  • Бушуева Ирина Серафимовна
RU2303484C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИТОСОРБЕНТА 2005
  • Осадченко Иван Михайлович
  • Горлов Иван Фёдорович
  • Серебрякова Татьяна Георгиевна
  • Мосолова Наталья Ивановна
  • Коновалова Анастасия Сергеевна
RU2276620C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ 2007
  • Каблов Виктор Федорович
  • Иощенко Юлия Павловна
RU2352388C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ТРОСТНИКА ОБЫКНОВЕННОГО 2016
  • Каблов Виктор Федорович
  • Костин Василий Евгеньевич
  • Хлобжева Инна Николаевна
  • Соколова Наталья Александровна
  • Кочетков Владимир Григорьевич
  • Сторожева Александра Сергеевна
RU2625107C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА МИНЕРАЛЬНОЙ ОСНОВЕ 2006
  • Осадченко Иван Михайлович
  • Горлов Иван Федорович
  • Спивак Марина Ефимовна
  • Дикусаров Вячеслав Геннадьевич
RU2311955C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА РАСТИТЕЛЬНОЙ ОСНОВЕ 2011
  • Осадченко Иван Михайлович
  • Горлов Иван Фёдорович
  • Юрина Евгения Сергеевна
  • Бабичева Ирина Андреевна
  • Поберухин Михаил Михайлович
RU2471551C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА 2013
  • Габрук Наталья Георгиевна
  • Олейникова Ирина Ивановна
  • Шутеева Татьяна Александровна
RU2565194C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОГО СОРБЕНТА 2015
  • Ерофеев Виталий Андреевич
  • Культенко Эльвира Андреевна
  • Пилипченко Иван Иванович
RU2589484C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО ПОЛИМЕРА

Изобретение относится к технологии получения сорбентов, конкретно к способам получения сорбентов на основе природных полимеров, которые могут применяться для очистки водных растворов от загрязнений. Предложен способ получения сорбента на основе природного полимера в виде скорлупы орехов, включающий их измельчение до частиц размером до 10 мм, обработку водным раствором смеси концентрированных уксусной и азотной кислот в соотношении 9,5-10:1 в течение 1,5-2,0 часов на кипящей водяной бане, отделение твердого остатка, промывку и сушку поэтапно при температурах 60-65, 100-105 и 125-130°С, измельчение до частиц размером до 3 мм. Способ позволяет упростить технологию, повысить экологическую безопасность процесса.

Формула изобретения RU 2 302 896 C1

Способ получения сорбента на основе природного полимера растительного происхождения в виде скорлупы орехов, включающий их измельчение, обработку водным раствором кислот, промывку, сушку, отличающийся тем, что обработку измельченной скорлупы орехов проводят смесью водных растворов концентрированных уксусной и азотной кислот в соотношении 9,5-10,0:1 в течение 1,5-2,0 ч на кипящей водяной бане, после отделения твердый остаток промывают водой, сушат поэтапно при температурах 60-65°С, затем 100-105°С и 125-130°С до постоянной массы, измельчают до частиц размером до 3 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2302896C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА 1999
  • Савватеева Л.Ю.
  • Каменев А.В.
  • Каменев В.Ф.
RU2172209C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА НЕЗРЕЛЫХ ГРЕЦКИХ ОРЕХОВ МОЛОЧНО-ВОСКОВОЙ СПЕЛОСТИ 2001
  • Горлов И.Ф.
  • Осадченко И.М.
RU2199361C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ МЕДИ 2001
  • Горлов И.Ф.
  • Осадченко И.М.
RU2198026C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ 1999
  • Поборончук Т.Н.
  • Петров В.С.
  • Рубчевская Л.П.
RU2154603C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 2003
  • Хоанг К.Б.
  • Тимофеев В.С.
  • Темкин О.Н.
  • Гафаров И.Г.
RU2237013C1
RU 2064429 C1, 27.07.1996.

RU 2 302 896 C1

Авторы

Осадченко Иван Михайлович

Горлов Иван Фёдорович

Скачков Дмитрий Александрович

Мякотных Антон Сергеевич

Даты

2007-07-20Публикация

2006-02-08Подача