АДСОРБЦІЯ ПАРИ ВОДИ, ДІОКСИДУ СІРКИ ТА АМІАКУ ВОЛОКНИСТИМ МАТЕРІАЛОМ, ІМПРЕГНОВАНИМ ЦИТРАТ-МОНОЕТАНОЛАМОНІЙНИМИ БУФЕРНИМИ РОЗЧИНАМИ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.2(88).322135Ключові слова:
хемосорбція, гідратація, буферні системи, діоксид сірки, аміак, ізотермаАнотація
Робота присвячена дослідженню адсорбції пари води, діоксиду сірки та аміаку в статичних та динамічних умовах цитрат-моноетаноламонійними буферними системами, імпрегнованими на волокнистий носій при різному молярному співвідношенні моноетаноламін (MEA) : лимонна кислота (H3Cit). Вміст води в повітряно та абсолютно «сухих» імпрегнованих волокнистих хемосорбентах (ІВХС) корелює зі вмістом MEA у їх складі. Більшість ізотерм адсорбції пари H2O зразками ІВХС за класифікацією IUPAC віднесено до V типу. В рамках теорії полімолекулярної адсорбції Брунауера-Еммета-Теллера проаналізовано ізотерми адсорбції, визначено величини ємності моношару та значення теплот адсорбції молекул води в першому шарі, а також оцінено питому поверхню адсорбату. Виявлено кореляції між структурно-адсорбційними характеристиками зразків ІВХС та вмістом MEA. Відмічено характерні ділянки кривих десорбції води, які відповідають «негативному» гістерезису. Абсолютно «сухі» зразки ІВХС здатні поглинати діоксид сірки за рахунок присутності «вільної» води або утворення сульфамідного N-S зв’язку. Виявлено вплив вмісту MEA у складі ІВХС та відносної вологості та фізичну адсорбції SO2 ними.
Лише при Р/Рs = 0,90 спостерігається залежність між хімічно адсорбованим SO2 зразками ІВХС і вмістом MEA на їх поверхні. Про конкуруючу адсорбцію H2O та SO2 свідчать складні та відмінні одна від одної залежності адсорбції SO2 від відносного тиску при різних молярних співвідношеннях MEA : H3Cit.
Посилання
Meng X. C., Wang J. Y., Xie P. T., Jiang H. C., Hu Y. Q., Chang T. Structure and SO2 absorption properties of guanidinium based dicarboxylic acid ionic liquids. Energy Fuel, 2018, vol. 32, no 2, pp. 1956–1962. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.7b02962
Ren S., Hou Y., Zhang K., Wu W. Ionic liquids: Functionalization and absorption of SO2. Green Energy Env., 2018, vol. 3, pp. 179–190. https://doi.org/10.1016/j.gee.2017.11.003
Hou Y., Zhang Q., Gao M., Ren S., Wu W. Absorption and Conversion of SO2 in Functional Ionic Liquids: Effect of Water on the Claus Reaction. ACS Omega. 2022, vol. 7, no 12, pp. 10413–10419. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c07139
Ennan A. A.-A., Khoma R. E. Impregnated fibrous chemosorbents of acid gases for respiratory purpose. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2017, vol. 22, no 4, pp. 53–68. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2017.4(64).115924 [in Ukranian].
Ennan A. A.-A., Dlubovskii R. M., Khoma R. E. Non-woven ion-exchange fibrous materials in air sanitary cleaning. Ukr. Chem. J., 2021, vol. 87, no 7, pp. 11–32. https://doi.org/10.33609/2708-129x.87.07.2021.3-24
Ennan A. A.-A., Khoma R. E., Dlubovskii R. M., Zukharenko Yu. S., Bienkovska T. S., Knysh I. M. Mono- and bifunctional impregnated fiber chemosorbents for respiratory purpose. Visn. Odes. nac. univ., Him. 2022. vol. 27, no 1, pp 6–36. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.4(80).248297 [in Ukrainian].
Khoma R. E., Abramova N. M., Kiro S. A., Knysh I. M. Respiratory organs protection from the ammonia action. Visn. Odes. nac. univ., Him. 2022, vol. 27, no 2, pp. 93–107. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2022.2(82).264892 [in Ukrainian].
Khoma R. E., Vodzinskii S. V., Klimov D. G. Impregnated activated carbon materials for respiratory purposes. I. Chemisorption of sulfur dioxide. Ukr. Chem. J., 2023, vol. 89, no 10, pp. 124–144. https://doi.org/10.33609/2708-129X.89.10.2023.124-144
Khoma R. E., Benkovska T. S., Tsyganenko K. V., Karych A. M, Kononchenko A. R. Acid-base and electrochemical behavior of monoethanolamine (polyethylenepolyamine) – citric acid – water solutions. J. Chem. Technol., 2024. vol. 32, no 1, pp. 30–42. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v32i1.292412 [in Ukrainian].
Meng X. C., Wang J. Y., Xie P. T., Jiang H. C., Hu Y. Q., Chang T. Structure and SO2 absorption properties of guanidinium based dicarboxylic acid ionic liquids. Energy Fuel, 2018, vol. 32, no 2, pp. 1956–1962. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.7b02962
Ren S., Hou Y., Zhang K., Wu W. Ionic liquids: Functionalization and absorption of SO2. Green Energy Env., 2018, vol. 3, pp. 179–190. https://doi.org/10.1016/j.gee.2017.11.003
Hou Y., Zhang Q., Gao M., Ren S., Wu W. Absorption and Conversion of SO2 in Functional Ionic Liquids: Effect of Water on the Claus Reaction. ACS Omega. 2022, vol. 7, no 12, pp. 10413–10419. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c07139
Ennan A. A.-A., Khoma R. E. Impregnated fibrous chemosorbents of acid gases for respiratory purpose. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2017, vol. 22, no 4, pp. 53–68. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2017.4(64).115924 [in Ukranian].
Ennan A. A.-A., Dlubovskii R. M., Khoma R. E. Non-woven ion-exchange fibrous materials in air sanitary cleaning. Ukr. Chem. J., 2021, vol. 87, no 7, pp. 11–32. https://doi.org/10.33609/2708-129x.87.07.2021.3-24
Ennan A. A.-A., Khoma R. E., Dlubovskii R. M., Zukharenko Yu. S., Bienkovska T. S., Knysh I. M. Mono- and bifunctional impregnated fiber chemosorbents for respiratory purpose. Visn. Odes. nac. univ., Him. 2022. vol. 27, no 1, pp 6–36. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.4(80).248297 [in Ukrainian].
Khoma R. E., Abramova N. M., Kiro S. A., Knysh I. M. Respiratory organs protection from the ammonia action. Visn. Odes. nac. univ., Him. 2022, vol. 27, no 2, pp. 93–107. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2022.2(82).264892 [in Ukrainian].
Khoma R. E., Vodzinskii S. V., Klimov D. G. Impregnated activated carbon materials for respiratory purposes. I. Chemisorption of sulfur dioxide. Ukr. Chem. J., 2023, vol. 89, no 10, pp. 124–144. https://doi.org/10.33609/2708-129X.89.10.2023.124-144
Khoma R. E., Benkovska T. S., Tsyganenko K. V., Karych A. M, Kononchenko A. R. Acid-base and electrochemical behavior of monoethanolamine (polyethylenepolyamine) – citric acid – water solutions. J. Chem. Technol., 2024. vol. 32, no 1, pp. 30–42. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v32i1.292412 [in Ukrainian].
Ennan A. A.-A., Khoma R. E., Zakharenko Yu. S., Abramova N. N. Impregnation composition for obtaining of chemisorbent-amfolite. Patent UA, no 124684, publ. 25.04.2018. [in Ukrainian].
Ennan A. А., Khoma R. E., Dlubovskiy R. M., Abramova N. N. Chemisorption of sulfur (IV) oxide by polyethylenepolyamine impregnated fibrous materials. 1. Hydrophilic polyethylenepolyamine impregnated fibrous materials. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2014, vol. 19, no 2, pp. 18–26. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2014.2(50).38956 [in Russian].
Ennan A. А., Dlubovskiy R. M., Abramova N. N., Khoma R. E., Chemisorption of sulfur dioxide by polyethylenepolyamine impregnated fibrous materials. 2. The study of water vapor influence on preadsorbtion SO2 chemisorption by fibrous materials. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2014, vol. 19, no 3, pp. 20-30. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2014.3(51).40356 [in Russian].
Khoma R. E., Ennan A. А., Dlubovskiy R. M., Abramova N. N. Fibrous chemisorbents-ampholyte based on the complex compound of nickel(II) chloride and monoethanolamine. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2016, vol. 21, no 1, pp. 92–101. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2016.1(57).67515 [in Russian].
Ennan A. A., Khoma R. E., Dlubovskiy R. M., Gridyaev V. V., Mikhaylova T. V. Fibrous chemisorbent of sulfur dioxide based on the complex compounds of cooper (II) sulphate and polyethylenepolyamine. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2018, vol. 23, no 2, pp. 95–105. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2018.2(66).132053 [in Russian].
Ennan A. A., Khoma R. E., Dlubovskii R. M., Abramova N. N. Fibrous chemisorbent-amfolite based on the complex compounds of nickel (II) chloride and ethylenediamine. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2019, vol. 24, no 3, pp. 90–102. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2019.3(71).177739 [in Russian].
Greg S. J., Sing K. S. W. Adsorption, surface area and porosity. London, New York: Academic Press, 1982. 304 p.
Guzenko N. V., Lodewyckx P., László K., Thommes M. The features of water vapour adsorption on micro- and mesoporous activated carbons. Chem. Phys. Technol. Surf., 2019, vol. 10, no 1, pp. 22–37. https://doi.org/10.15407/hftp10.01.022 [in Ukrainian].
Rakitskaya T. L., Dzhyga G. M., Kiose T. O. Adsorption and physicochemical properties of natural montmorillonites and their modified forms. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2017, vol. 22, no 1, pp. 38–53. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2017.1(61).94710 [in Ukrainian].
Onusaitis B. A. Formation and structure of coal coke. Moscow: Akad. Nauk SSSR, 1960, pp. 62–63. [in Russian].
Gauden P. A., Terzyk A. P., Kowalczyk P., Aranovich G. L., Donohue M. D., Ćwiertnia M. S., Furmaniak S., Rychlicki G. Giles’ classification of solute adsorption isotherms for binary non-electrolyte solutions via lattice DFT supported by experimental sorption data from aqueous solutions on carbonaceous materials. Carbon Materials: Theory and Practice. Ed. by A. P. Terzyk, P. A. Gauden, P. Kowalczyk. Research Signpost. 2008, pp. 517–570.
Ennan A. A.-A., Khoma R. E., Dlubovskiy R. M., Zakharenko Y. S., Abramova N. N., Mikhaylova T. V., Barbalat D. O. Effect of modifying additives on chemosorption of sulfur (IV) oxide by fibrous material impregnated with polyethylenepolyamine. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2020, vol. 25, no 4, pp. 56–73. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2020.4(76).216927 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
