Сорбционное извлечение ионов никеля (II) опилками березы и дуба, модифицированными низкотемпературной плазмой пониженного давления

В России ежегодно образуется около 70 млн м3 древесных отходов, но только половина из них отправляется на переработку. Опилки известны как один из недорогих материалов, которые можно использовать в мероприятиях по очистке сточных вод от загрязняющих веществ. В настоящей работе проводились исследования по оценке сорбционных свойств опилок березы повислой и дуба черешчатого, модифицированных низкотемпературной емкостной плазмой пониженного давления, по отношению к ионам никеля.

Установлено, что адсорбция ионов никеля на модифицированных опилках наиболее точно описывается моделью Ленгмюра (R2 = 0,9994). Энергия взаимодействия, составляющая около 9 кДж/моль, что указывает на физическую природу сорбции. Значения параметров RL и 1/n подтверждают благоприятные условия протекания адсорбции и высокую активность поверхности модифицированных опилок.

Показано, что для опилок берёзы наилучшим режимом является плазмообработка при мощности 2250 Вт в течение 5 минут, а для опилок дуба – обработка в потоке плазмы при мощности 2250 Вт в течение 10 минут. Кинетические исследования показали, что основная часть ионов Ni2+ поглощается в течение первых 20 минут, что указывает на высокую скорость адсорбции. Достижение равновесного состояния к 50-й минуте свидетельствует о формировании стабильного адсорбционного слоя.

Ключевые слова: опилки березы,опилки дуба, плазмообработка,  ионы никеля, изотерма адсорбции.

SORPTION EXTRACTION OF NICKEL(II) IONS BY BIRCH AND OAK SAWDUST MODIFIED WITH LOW-TEMPERATURE PLASMA

In Russia, approximately 70 million m³ of wood waste is generated annually, but only half of this is recycled. Sawdust is known as an inexpensive material that can be used in wastewater treatment to remove pollutants. In this study, we assessed the sorption properties of cold plasma-modified sawdust for copper and nickel ions. It was found that the adsorption of nickel ions on modified sawdust is most accurately described by the Langmuir model (approximation coefficient = 0.9994). The interaction energy of approximately 9 kJ/mol indicates the physical nature of the sorption. The RL and 1/n parameters confirm favorable adsorption conditions and the high surface activity of the modified material. For birch sawdust, the best modification mode was shown to be 2250 W for 5 minutes, while for oak sawdust, the best modification mode was 2250 W for 10 minutes. Kinetic studies showed that most of the ions were absorbed within the first 20 minutes, indicating a high adsorption rate. Reaching equilibrium by the 50th minute indicates the formation of a stable adsorption layer.

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