АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТНОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ И ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА ПРИ ОЧИСТКЕ ВОДЫ

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.

1. 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.

2. 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.

3. Aragaw TA Biomass-based adsorbents for removal of dyes from wastewater: a review / TA. Aragaw, FM. Bogale // Front Environ Sci. – 2021. – № 9. – Р. 558.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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).

10. 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.

11. Almond and Walnut Shell Activated Carbon for Methylene Blue Adsorption // McCaffrey Z. et al // ACS Sustainable Resource Management. – 2024.

12. 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.

13. 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.

14. 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.