ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1 Получение полиэтилентерефталата 5
1.2 Свойства полиэтилентерефталата 7
1.3 Получение углеродных сорбентов 15
1.4 Получение активных углей 17
1.5 Композиционный материал на основе полиэтилентерефталата 21
1.6 Композиционный сорбент на основе минерального и растительного
сырья 23
1.7 Сравнительная оценка способности углеродных сорбентов очищать 25 водные растворы от ионов свинца и меди (I)
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2.1 Получение углеродных адсорбентов пиролизом ПЭТ и исследования 29 их гранулометрического состава методом лазерного анализа.
2.2 Методика исследования адсорбции ионов Fe3+ 29
2.3 Методика исследования адсорбции ионов Ni2+ 32
2.4 Методика исследования адсорбции метиленового голубого 34
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 37
3.1 Морфологические изменения материалов на основе 37
полиэтилентерефталата: бутылка из ПЭТ и форсунка охлаждения поршня двигателя автомобиля КАМАЗ “Cummins 6iSBE”
3.2 Определение гранулометрического состава образцов, полученных 38
пиролизом ПЭТ
3.3 Исследование адсорбции ионов Fe3+ продуктами пиролиза ПЭТ 38
3.4 Исследование адсорбции ионов Ni2+ продуктами пиролиза ПЭТ 41
3.5 Исследование адсорбции метиленового голубого продуктами 43
пиролиза ПЭТ
3.6 Расчёт адсорбционной ёмкости адсорбентов 45
ВЫВОДЫ 47
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
В настоящее время остро стоит вопрос о утилизации твёрдых бытовых отходов, в частности пластиковых бутылок. Проблема их утилизации заключается в высокой химической и биологической устойчивости ПЭТ, что приводит к быстрому росту накопления мусора. В большинстве случаев ПЭТ-тару используют однократно, что обуславливает проблему утилизации её отходов и необходимость их переработки. Переработка ПЭТ-отходов в продукцию приводит к тому, что она вновь поступает как твёрдые бытовые отходы (ТБО), что на самом деле не уменьшает возрастающий объём отходов, а создаёт лишь иллюзию их утилизации. Другие способы утилизации в виде захоронения или сжигания экологически небезопасны.
Цель данной работы: разработать эффективный способ утилизации материалов на основе полиэтилентерефталата.
В качестве такого способа переработки отходов было предлагается получить недорогие углеродные адсорбенты, полученные пиролизом ПЭТ для адсорбции катионов металлов и Fe3+, так как это актуальная проблема для Белгородской области, где ПДК железа в десятки раз превышает норму.
В данной работе решили следующие задачи:
1. Определение критической температуры теплостойкости и перехода в жидкое состояние материалов на основе полиэтилентерефталата
2. Проведение пиролиза полиэтилентерефталата и получение адсорбентов и исследование его гранулометрического состава
3. Изучение адсорбционных свойств продуктов пиролиза полиэтилентерефталата по отношению к ионам Fe3+, Ni2+ и метиленовому голубому.
1. Доказано, что из бытовых отходов ПЭТ возможно получение сорбционно-активного материала для очистки природных, технических и сточных вод, от ионов Fe3+, что весьма актуально как для Белгородской области, так и для РФ в целом.
2. Выявлено, что адсорбционная ёмкость экспериментальных образцов по адсорбции ионов Fe3+ составляет 1,68 ммоль/г, а снижение концентрации ионов Fe3+ при использовании разработанного адсорбента взятого с массой 2 г происходит с 5 мг/л до 0,293 мг/л за сутки. Адсорбционная ёмкость по адсорбции ионов Ni2+ 0,033 ммоль/г, снижение концентрации ионов Ni2+ при использовании разработанного адсорбента взятого с массой 1 г происходит с 6 мг/л до 1,785 мг/л за сутки. Адсорбционная ёмкость метиленового голубого 0,265 мкмоль/г, снижение концентрации метиленового голубого при использовании разработанного адсорбента взятого с массой 0,1 г происходит с 5 мг/л до 3,743 мг/л за 24 часа.
3. Установлено, что при заданном соотношении сорбат : сорбент адсорбция метиленового голубого на поверхности адсорбента, полученного пиролизом материалов на основе полиэтилентерефталата, проходит неэффективно.
4. Выявлено, что адсорбенты, полученные пиролизом материалов на основе полиэтилентерефталата, при заданном соотношении сорбат : сорбент не снижают концентрацию ионов Ni2+ до значения ПДК, поэтому для снижения концентраций ионов до предельно допустимых значений необходимо изменить отношение сорбат : сорбент, в пользу увеличения массы адсорбента.
