kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2026-1(21)-65kaz44-2238Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)КАЛЬЦИЙ СИЛИКАТ, ПОЛУЧЕННЫЙ ИЗ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ: СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВCALCIUM SILICATE OBTAINED FROM RICE HUSK: SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF ADSORPTION PROPERTIEShttps://orcid.org/0009-0008-8916-9596ТолегенкызыМ.TolegenkyzyM.

Меруерт Толегенкызы – магистр технических наук 

Кызылорда, улица Айтеке би, 29 А

Meruyert Tolegenkyzy – master of Technical Sciences 

Kyzylorda, Ayteke Bi Street, 29 A

meruert.tolegenkyzy22@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5672-7418НармановаР. А.NarmanovaR. A.

Роза Абдибековна Нарманова – кандидат технических наук, доцент 

Кызылорда, улица Айтеке би, 29 А

Roza Abdibekovna Narmanova – candidate of technical sciences, Associate Professor 

Kyzylorda, Ayteke Bi Street, 29 A

roza_an@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-2200-9182СериккулА.SerikkulA.

Анель Сериккул – докторант 

г. Темиртау, проспект Республики, 30

Anel Serikkul – doctoral student 

Temirtau, Republic Avenue, 30

nelliess@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-0379-3381МухиддинН. М.MukhiddinN. M.

Нуршат Муратқызы Мухиддин – магистрант 

Кызылорда, улица Айтеке би, 29 А

Nurshat Muratkyzy Mukhiddin – Master's student 

Kyzylorda, Ayteke Bi Street, 29 A

nurshat_00_12@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8765-3386АппазовН. О.AppazovN. O.

Нурбол Орынбасарулы Аппазов – кандидат химических наук, профессор 

Кызылорда, улица Айтеке би, 29 А

Nurbol Orynbasaruly Appazov – candidate of Chemical sciences, professor 

Kyzylorda, Ayteke Bi Street, 29 A

nurasar.82@korkyt.kzКызылординский университет имени Коркыт АтаКазахстанKorkyt Ata Kyzylorda UniversityKazakhstanКарагандинский Индустриальный УниверситетКазахстанKaraganda Industrial UniversityKazakhstan20262505202611(21)598607Copyright © Толегенкызы М., Нарманова Р.А., Сериккул А., Мухиддин Н.М., Аппазов Н.О., 20262026Толегенкызы М., Нарманова Р.А., Сериккул А., Мухиддин Н.М., Аппазов Н.О.Tolegenkyzy M., Narmanova R.A., Serikkul A., Mukhiddin N.M., Appazov N.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/2238

В данной работе предложен синтез силиката кальция из рисовой шелухи и проведена комплексная оценка его физико-химических и адсорбционных свойств. Сорбент получен щелочной экстракцией кремнезема, содержащегося в рисовой шелухе, гидроксидом натрия с последующим осаждением хлоридом кальция. Предложенный метод обеспечивает рациональное использование сельскохозяйственных отходов, снижает нагрузку на окружающую среду и является экономичным. При синтезе использовалось микроволновое облучение, что значительно сокращает время процесса и повышает эффективность извлечения кремнезема в виде раствора силиката натрия. Для улучшения структурно-адсорбционных характеристик полученного силиката кальция материал подвергался термической обработке в интервале температур 300-900°C. Согласно результатам, оптимальные свойства наблюдались при температуре 700°C. Именно при этом материал проявил высокую адсорбционную активность по йоду (56%), повышенную развитую пористость и благоприятные удельные поверхностные свойства. Рентгеноструктурный анализ, морфологические исследования и оценка элементного состава подтвердили структурную стабильность, устойчивость к переработке и высокую эффективность синтезированного образца. Структурные особенности материала способствовали повышению скорости адсорбции и продемонстрировали его адаптивность к условиям водоподготовки. Это дополнительно способствовало ускорению процесса и повышению извлечения кремнезема, повышению производительности и повышению ресурсоэффективности. В целом полученные результаты характеризуют силикат кальция как перспективный адсорбент для очистки воды от органических и неорганических загрязняющих веществ. Предложенный метод позволяет широко использовать экологически безопасное, технологически простое и доступное сырье. Результаты данного научного исследования создают прочную основу для дальнейших прикладных исследований, направленных на разработку эффективных, недорогих и стабильных сорбентов и повышение качества воды.

In this paper, we propose a synthesis of calcium silicate from rice husk and a comprehensive assessment of its physicochemical and adsorption properties. The sorbent was obtained by alkaline extraction of silica contained in rice husk with sodium hydroxide followed by precipitation with calcium chloride. The proposed method ensures rational use of agricultural waste, reduces the burden on the environment and is cost-effective. Microwave irradiation was used in the synthesis, which significantly reduces the process time and increases the efficiency of silica extraction in the form of a sodium silicate solution. To improve the structural and adsorption characteristics of the obtained calcium silicate, the material was subjected to heat treatment in the temperature range of 300-900°C. According to the results, optimal properties were observed at a temperature of 700°C. It was at this temperature that the material showed high adsorption activity for iodine (56%), increased developed porosity and favorable specific surface properties. X-ray diffraction analysis, morphological studies and elemental composition assessment confirmed the structural stability, resistance to processing and high efficiency of the synthesized sample. The structural features of the material contributed to an increase in the adsorption rate and demonstrated its adaptability to water treatment conditions. This additionally contributed to the acceleration of the process and an increase in silica extraction, increased productivity and increased resource efficiency. In general, the obtained results characterize calcium silicate as a promising adsorbent for water purification from organic and inorganic pollutants. The proposed method allows for the wide use of environmentally friendly, technologically simple and accessible raw materials. The results of this scientific study create a solid basis for further applied research aimed at developing effective, inexpensive and stable sorbents and improving water quality.

рисовая шелухасиликат кальциясорбентадсорбцияадсорбционная активностьэлементный составrice huskcalcium silicatesorbentadsorptionadsorption activityelemental compositionReferencesBabaso P.N. Rice husk and its applications: Review / P.N. Babaso, H. Sharanagoudа // Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. – 2017. – № 6(10). – Р. 1144-1156. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.610.138.Babaso P.N. Rice husk and its applications: Review / P.N. Babaso, H. Sharanagouda // Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. – 2017. – № 6(10). – R. 1144-1156. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.610.138. (In English).Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (2017). Rice market monitor, 20(2), 36. FAO: Rome. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.24108.95368.Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (2017). Rice market monitor, 20(2), 36. FAO: Rome. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.24108.95368. (In English).Нгуен М.Х. Способ получения активированного угля и диоксида кремния из рисовой шелухи / М.Х. Нгуен, Н.Т. Данг // Sci-Article.ru. – 2014. https://sci-article.ru/stat.php?i=1408911852 (дата обращения: 17.10.2025).Nguen M.KH. Sposob polucheniya aktivirovannogo uglya i dioksida kremniya iz risovoi shelukhi / M.KH. Nguen, N.T. Dang // Sci-Article.ru. – 2014. https://sci-article.ru/stat.php?i=1408911852 data obrashcheniya: 17.10.2025). (In Russian).Sustainable use of rice husk for the cleaner production of value-added products / S.S. Shukla et al // J. Environ. Chem. Eng. – 2022. – № 10(1). – Article 106899. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106899.Sustainable use of rice husk for the cleaner production of value-added products / S.S. Shukla et al // J. Environ. Chem. Eng. – 2022. – № 10(1). – Article 106899. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106899. (In English).Experimental study on rice husk combustion in a circulating fluidized bed / М. Fang et al // Fuel Process. Technol. – 2004. – № 85. – Р. 1273-1282. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2003.08.002.Experimental study on rice husk combustion in a circulating fluidized bed / M. Fang et al // Fuel Process. Technol. – 2004. – № 85. – R. 1273-1282. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2003.08.002. (In English).Combustion and emission characteristics of a swirling fluidized-bed combustor burning moisturized rice husk / V.I. Kuprianov et al // Appl. Energy. – 2010. – № 87. – Р. 2899-2906. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.09.009.Combustion and emission characteristics of a swirling fluidized-bed combustor burning moisturized rice husk / V.I. Kuprianov et al // Appl. Energy. – 2010. – № 87. – R. 2899-2906. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.09.009. (In English).Advances in extraction of silica from rice husk and its modification for friendly environmental wastewater treatment via adsorption technology / S. Ijaz et al // J. Water Process Eng. – 2024. – № 71, Article 107187. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2025.107187.Advances in extraction of silica from rice husk and its modification for friendly environmental wastewater treatment via adsorption technology / S. Ijaz et al // J. Water Process Eng. – 2024. – № 71, Article 107187. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2025.107187. (In English).A review of the use of rice husk silica as a sustainable alternative to traditional silica sources in various applications / M.A. Taiye et al // Environ. Prog. Sustain. Energy. – 2024. – № 43(6), Article e14451. https://doi.org/10.1002/ep.14451.A review of the use of rice husk silica as a sustainable alternative to traditional silica sources in various applications / M.A. Taiye et al // Environ. Prog. Sustain. Energy. – 2024. – № 43(6), Article e14451. https://doi.org/10.1002/ep.14451. (In English).Simultaneous removal of 3d transition metals from multi-component solutions by activated carbons from co-mingled wastes / S.B. Lyubchik et al // Sep. Purif. Technol. – 2008. – № 60(3). – Р. 264-271. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2007.08.020.Simultaneous removal of 3d transition metals from multi-component solutions by activated carbons from co-mingled wastes / S.B. Lyubchik et al // Sep. Purif. Technol. – 2008. – № 60(3). – R. 264-271. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2007.08.020. (In English).The kinetic parameters evaluation for the adsorption processes at "liquid-solid" interface / S. Lyubchik et al // In: Electrokinetics Across Disciplines and Continents: New Strategies for Sustainable Development. – 2015. – Р. 81-109. https://doi.org/10.1007/978-3-319-20179-5_5.The kinetic parameters evaluation for the adsorption processes at "liquid-solid" interface / S. Lyubchik et al // In: Electrokinetics Across Disciplines and Continents: New Strategies for Sustainable Development. – 2015. – R. 81-109. https://doi.org/10.1007/978-3-319-20179-5_5. (In English).Effect of rice husk biochar additive on concrete properties / R. Narmanova et al // AIP Conf. Proc. – 2024. – 3243, 020055. https://doi.org/10.1063/5.0247632.Effect of rice husk biochar additive on concrete properties / R. Narmanova et al // AIP Conf. Proc. – 2024. – 3243, 020055. https://doi.org/10.1063/5.0247632. (In English).Ismail H. Effect of autoclaving and sintering on the formation of β-wollastonite / H. Ismail, R. Shamsudin, M.A. Abdul Hamid // Mater. Sci. Eng. – 2016. – № 58. – Р. 1077–1081. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.09.030.Ismail H. Effect of autoclaving and sintering on the formation of β-wollastonite / H. Ismail, R. Shamsudin, M.A. Abdul Hamid // Mater. Sci. Eng. – 2016. – № 58. – R. 1077–1081. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.09.030. (In English).Hossain S.K.S. Development of sustainable calcium silicate board: Utilization of different solid wastes / S.K.S. Hossain, P.K. Roy // Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr. – 2019. – № 58(6). – Р. 274-284. https://doi.org/10.1016/J.BSECV.2019.06.003.Hossain S.K.S. Development of sustainable calcium silicate board: Utilization of different solid wastes / S.K.S. Hossain, P.K. Roy // Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr. – 2019. – № 58(6). – R. 274-284. https://doi.org/10.1016/J.BSECV.2019.06.003. (In English).Synthesis and characterization of calcium silicate from rice husk ash and shell of snail Pomacea canaliculata by solid state reaction / R. Phuttawong et al // Adv. Mater. Res. – 2015. – № 1103. – Р. 1-7. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1103.1.Synthesis and characterization of calcium silicate from rice husk ash and shell of snail Pomacea canaliculata by solid state reaction / R. Phuttawong et al // Adv. Mater. Res. – 2015. – № 1103. – R. 1-7. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1103.1. (In English).Моносиликаты кальция как компоненты композиционных материалов / С.Б. Буланова и др. // Технология неорганических веществ и материалов. – 2009. – Т. 10, № 3. – С. 143-149. http://dx.doi.org/10.1134/S0040579510040160.Monosilikaty kal'tsiya kak komponenty kompozitsionnykh materialov / S.B. Bulanova i dr. // Tekhnologiya neorganicheskikh veshchestv i materialov. – 2009. – T. 10, № 3. – S. 143-149. http://dx.doi.org/10.1134/S0040579510040160. (In Russian).Патент 2548421 Российская Федерация. Способ получения кремнийсодержащего сорбента для очистки воды от микроорганизмов / Земнухова Л.А., Харченко У.В., Беленева И.А. – Официальный бюллетень. – 2015. – № 11 (20.04.2015). https://patents.google.com/patent/RU2548421C1/ru (дата обращения: 17.10.2025).Patent 2548421 Rossiiskaya Federatsiya. Sposob polucheniya kremniisoderzhashchego sorbenta dlya ochistki vody ot mikroorganizmov / Zemnukhova L.A., Kharchenko U.V., Beleneva I.A. – Ofitsial'nyi byulleten'. – 2015. – № 11 (20.04.2015). https://patents.google.com/patent/RU2548421C1/ru (data obrashcheniya: 17.10.2025). (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.