kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2026-1(21)-79kaz44-2328Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТНОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ И ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА ПРИ ОЧИСТКЕ ВОДЫADSORPTION PROPERTIES OF A COMPOSITE SORBENT BASED ON ACTIVATED CARBON AND NATURAL ZEOLITE IN WATER PURIFICATIONhttps://orcid.org/0009-0005-6517-6933КаныкешоваА. А.KanykeshovaA. A.

Акерке Алмаскызы Каныкешова – научный сотрудник лаборатории инженерного профиля 

050013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22

Akerke Almaskyzy Kanykeshova – researcher at the Engineering Laboratory 

050013, Almaty, Satpayev street, 22

a.aslmasovna@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4523-1211ЕсжанЕ. Н.YeszhanY.

Елриза Есжан – научный сотрудник лаборатории инженерного профиля 

050013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22

Yelriza Yeszhan – researcher at the Engineering Laboratory 

050013, Almaty, Satpayev street, 22

yelriza.yeszhan@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0002-1438-6568СеймухановаЛ. Н.SeimukhanovaL. N.

Лаура Нурланкызы Сеймуханова – научный сотрудник лаборатории инженерного профиля 

050013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22

Laura Nurlanovna Seimukhanova – researcher at the Engineering Laboratory 

050013, Almaty, Satpayev street, 22

lauraseimuhanova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8640-0667КунарбековаМ. С.KunarbekovaM. S.

Махаббат Сейт-Задаевна Кунарбекова – научный сотрудник лаборатории инженерного профиля, доктор философии 

050013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22

Makhabbat Kunarbekova – researcher at the Engineering Laboratory 

050013, Almaty, Satpayev street, 22

m.kunarbekova@satbayev.universityhttps://orcid.org/0000-0003-4502-5503ТоктарбайЖ.ToktarbayZh.

Жексенбек Токтарбай – PhD, ассоц.профессор, научный сотрудник лаборатории инженерного профиля 

050013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22

Zhexenbek Toktarbay – researcher at the Engineering Laboratory 

050013, Almaty, Satpayev street, 22

zhexenbek.toktarbay@gmail.comSatbayev UniversityКазахстанSatbayev UniversityKazakhstan20262505202611(21)741752Copyright © Каныкешова А.А., Есжан Е.Н., Сеймуханова Л.Н., Кунарбекова М.С., Токтарбай Ж., 20262026Каныкешова А.А., Есжан Е.Н., Сеймуханова Л.Н., Кунарбекова М.С., Токтарбай Ж.Kanykeshova A.A., Yeszhan Y., Seimukhanova L.N., Kunarbekova M.S., Toktarbay Z.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/2328

Синтезирован цеолит-углеродный сорбент на основе природного цеолита Шанханайского месторождения и биоугля, полученного из скорлупы грецкого ореха, предназначенный для очистки водных растворов от органических красителей. Композитный материал получен с применением кислотно-щелочной обработки и гидротермального воздействия, что обеспечило формирование пористой структуры и устойчивое сочетание минеральной и углеродной составляющих. Физико-химические и структурные характеристики синтезированного сорбента изучены методами сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и низкотемпературной адсорбции азота. Установлено, что в процессе синтеза сохраняется кристаллический каркас цеолита при одновременном развитии порового пространства, способствующего повышению доступности активных центров адсорбции и улучшению условий массопереноса. Адсорбционные свойства цеолит-углеродного композита исследованы на примере извлечения метиленового синего из водных растворов в периодических условиях. Экспериментальные кинетические данные удовлетворительно описываются моделью псевдовторого порядка, что указывает на существенную роль химического взаимодействия между адсорбентом и адсорбатом. Равновесные данные адсорбции хорошо согласуются с моделью Ленгмюра, свидетельствуя о преимущественно монослойном характере адсорбционного процесса. Максимальная адсорбционная ёмкость синтезированного сорбента составила 26,17 мг·г⁻¹. Полученные результаты подтверждают перспективность применения цеолитуглеродного сорбента для очистки водных сред от катионных органических загрязнителей.

A zeolite-carbon sorbent based on natural zeolite from the Shankhanay deposit and biochar obtained from walnut shells was synthesized for the purification of aqueous solutions from organic dyes. The composite material was obtained using acid-base treatment and hydrothermal action, which ensured the formation of a porous structure and a stable combination of mineral and carbon components. The physicochemical and structural characteristics of the synthesized sorbent were studied using scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, and low-temperature nitrogen adsorption. It was found that the synthesis process preserves the zeolite's crystalline framework while simultaneously expanding the pore space, increasing the availability of active adsorption sites and improving mass transfer conditions. The adsorption properties of the zeolite-carbon composite were studied using the extraction of methylene blue from aqueous solutions under batch conditions. The experimental kinetic data are satisfactorily described by a pseudo-second-order model, indicating the significant role of chemical interaction between the adsorbent and adsorbate. The equilibrium adsorption data are in good agreement with the Langmuir model, indicating a predominantly monolayer nature of the adsorption process. The maximum adsorption capacity of the synthesized sorbent was 26.17 mg g⁻¹. These results confirm the potential of using zeolite-carbon sorbents for the removal of cationic organic pollutants from aqueous media.

цеолиткомпозитный сорбентадсорбцияметиленовый синийочистка водыzeolitecomposite sorbentadsorptionmethylene bluewater purificationДанное исследование финансировалось Комитетом науки, Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (грант № BR27199301).ReferencesRaut Sh.S. Nano-Bioremediation via Biochar, Zeolite Nanocomposites for Water Quality Enhancement: A Review // Sh.S. Raut, A. Sharma, A. Mishra // Water Environment research. – 2025.Raut Sh.S. Nano-Bioremediation via Biochar, Zeolite Nanocomposites for Water Quality Enhancement: A Review // Sh.S. Raut, A. Sharma, A. Mishra // Water Environment research. – 2025.Mehra S. Adverse impact of textile dyes on the aquatic environment as well as on human beings. // S. Mehra, M. Singh, P. Chadha // Toxicol Int. – 2021. – № 28(2). – Р. 165.Mehra S. Adverse impact of textile dyes on the aquatic environment as well as on human beings. // S. Mehra, M. Singh, P. Chadha // Toxicol Int. – 2021. – № 28(2). – Р. 165.Aragaw TA Biomass-based adsorbents for removal of dyes from wastewater: a review / TA. Aragaw, FM. Bogale // Front Environ Sci. – 2021. – № 9. – Р. 558.Aragaw TA Biomass-based adsorbents for removal of dyes from wastewater: a review / TA. Aragaw, FM. Bogale // Front Environ Sci. – 2021. – № 9. – Р. 558.Degradation of anionic azo dyes in aqueous solution using a continuous flow photocatalytic packed-bed reactor: Influence of water matrix and toxicity evaluation.// V. Vaiano et al // J Environ Chem Eng. – 2020. – № 8(6). – Р. 104549.Degradation of anionic azo dyes in aqueous solution using a continuous flow photocatalytic packed-bed reactor: Influence of water matrix and toxicity evaluation.// V. Vaiano et al // J Environ Chem Eng. – 2020. – № 8(6). – Р. 104549.Alhogbi B.G. An Investigation of a Natural Biosorbent for Removing Methylene Blue Dye from Aqueous Solution // B.G. Alhogbi, Gh.S. Al Balawi // Molecules. https://doi.org/10.3390/molecules28062785.Alhogbi B.G. An Investigation of a Natural Biosorbent for Removing Methylene Blue Dye from Aqueous Solution // B.G. Alhogbi, Gh.S. Al Balawi // Molecules. https://doi.org/10.3390/molecules28062785 .Modification of coal fly ash and its use as low-cost adsorbent for the removal of directive, acid and reactive dyes / Hussain Z. et al // J. Hazard. Mater. – 2022. – № 422.Modification of coal fly ash and its use as low-cost adsorbent for the removal of directive, acid and reactive dyes / Hussain Z. et al // J. Hazard. Mater. – 2022. – № 422.Tavčer P.F. Prelog Wastewater treatment using flocculation method and water reuse for dyeing of polyester fibers // P.F. Tavčer, K. Prelog // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. – 2020. – № 827.Tavčer P.F. Prelog Wastewater treatment using flocculation method and water reuse for dyeing of polyester fibers // P.F. Tavčer, K. Prelog // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. – 2020. – № 827.Synthesis of porous carbon/zeolite composites by low-temperature acid-alkaline leaching from coal gasification fine slag for adsorption of dye wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2024. – Vol. 12, Issue 3.Synthesis of porous carbon/zeolite composites by low-temperature acid-alkaline leaching from coal gasification fine slag for adsorption of dye wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2024. – Vol. 12, Issue 3.Zeolite waste characterization and use as low-cost, ecofriendly, and sustainable material for malachite green and gethylene blue dyes removal: box–behnken design, kinetics, and thermodynamic / Imessaoudene A. et al // Appl. Sci. – 2022. – № 12(15).Zeolite waste characterization and use as low-cost, ecofriendly, and sustainable material for malachite green and gethylene blue dyes removal: box–behnken design, kinetics, and thermodynamic / Imessaoudene A. et al // Appl. Sci. – 2022. – № 12(15).Enhanced methylene blue adsorption capacity of 3D-printed zeolite/glycerol (3D-Ze/Gy) by sintering temperature optimalizations / Fitri A. Et al // Next Materials. – 2025. – Vol. 9.Enhanced methylene blue adsorption capacity of 3D-printed zeolite/glycerol (3D-Ze/Gy) by sintering temperature optimalizations / Fitri A. Et al // Next Materials. – 2025. – Vol. 9.Almond and Walnut Shell Activated Carbon for Methylene Blue Adsorption // McCaffrey Z. et al // ACS Sustainable Resource Management. – 2024.Almond and Walnut Shell Activated Carbon for Methylene Blue Adsorption // McCaffrey Z. et al // ACS Sustainable Resource Management. – 2024.Adsorption of congo red and methylene blue dyes on an ashitaba waste and a walnut shellbased activated carbon from aqueous solutions: Experiments, characterization and physical interpretations / Zichao Li et al // Chemical Engineering Journal. – 2020. – Vol. 388.Adsorption of congo red and methylene blue dyes on an ashitaba waste and a walnut shellbased activated carbon from aqueous solutions: Experiments, characterization and physical interpretations / Zichao Li et al // Chemical Engineering Journal. – 2020. – Vol. 388.Removal of hazardous crystal violet dye by low-cost P-type zeolite/carbon composite obtained from in situ conversion of coal gasification fine slag / Wu Y.-H. et al // Microporous Mesoporous Mater. – 2021.Removal of hazardous crystal violet dye by low-cost P-type zeolite/carbon composite obtained from in situ conversion of coal gasification fine slag / Wu Y.-H. et al // Microporous Mesoporous Mater. – 2021.Sustainable zeolite/activated carbon nanocomposite for dual-dye adsorption, kinetic and thermodynamic studies, and urea electro-oxidation applications // Alawama A.S. et al // RSC Advances. – 2025.Sustainable zeolite/activated carbon nanocomposite for dual-dye adsorption, kinetic and thermodynamic studies, and urea electro-oxidation applications // Alawama A.S. et al // RSC Advances. – 2025.

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