Увеличение сорбционной емкости опилок березы обработкой низкотемпературной плазмой при извлечении ионов меди из водных сред

Исследовано влияние параметров емкостной низкотемпературной плазмы пониженного давления на эффективность сорбционного извлечения ионов меди из модельных растворов березовыми опилками. В результате проведенных экспериментов установлено, что модификация низкотемпературной плазмой повышает сорбционную емкость березовых опилок по ионам меди. Лучшие сорбционные характеристики по удалению ионов меди были получены при обработке опилок плазмой в течение 5 минут и мощности 2250 Вт.  Эффективность очистки составила 99,08 %, сорбционная емкость по ионам меди - 0,0155 ммоль/г, что в 1,8 раз больше такового показателя для нативных опилок. Адсорбция была охарактеризована изотермой Ленгмюра, при монослойном покрытии поверхности, при котором молекулы сорбата не взаимодействуют друг с другом. Значения константы Ленгмюра KL и параметра Фрейндлиха 1/n показали, что система благоприятна для протекания адсорбции, энергия Е, определенная из модели Дубинина-Радушкевича, составила 10,627 кДж/моль, что свидетельствует о физическом характере сорбционного взаимодействия.

Ключевые слова: опилки березы, плазмообработка,  ионы меди, изотерма адсорбции.

INCREASING THE SORPTION CAPACITY OF BIRCH SAWDUST THROUGH LOW-TEMPERATURE PLASMA TREATMENT FOR COPPER ION REMOVAL FROM AQUEOUS MEDIA

The influence of low-pressure capacitive low-temperature plasma parameters on the efficiency of copper ions sorptive extraction  from model solutions using birch sawdust was studied. The experiments showed that low-temperature plasma modification increases the sorption capacity of birch sawdust for copper ions. The best sorption performance for copper ion removal was achieved with a plasma treatment duration of 5 minutes at a power of 2250 W. The purification efficiency reached 99.08%, and the sorption capacity for copper ions was 0.0155 mmol/g, which is 1.8 times higher than that of untreated sawdust.

The adsorption process was characterized by a Langmuir isotherm, indicating monolayer coverage of the surface with no interaction between sorbate molecules. The Langmuir constant KL and the Freundlich parameter 1/n indicated that the system is favorable for adsorption. The energy E, determined from the Dubinin–Radushkevich model, was 10.627 kJ/mol, indicating a physical nature of the sorption interaction.

Key words: birch sawdust, plasma treatment, copper ions, adsorption isotherm.