КАЛЬЦИЙ СИЛИКАТ, ПОЛУЧЕННЫЙ ИЗ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ: СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ

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.

1. Babaso 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.

2. 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.

3. 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).

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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).