Публикация научных работ

02.00.00 Химические науки

МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ АДСОРБЦИИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА АКТИВНЫХ УГЛЯХ

Корж Е. А., Клименко Н. А.

Корж Евгений Александрович – аспирант;

Клименко Наталья Аркадьевна – доктор химических наук, профессор, отдел сорбции и биологии очистки воды, Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского Национальная академия наук Украины, г. Киев, Украина

Аннотация: исследована кинетика адсорбции фармацевтических веществ на активных углях. Проанализирована пригодность математических моделей для оценки кинетических закономерностей адсорбции стрептоцида, норсульфазола, левамизола, прокаина и кофеина на разнопористых активных углях. Показана адекватность диффузионных моделей Бойда и Морриса-Вебера на начальном участке (до F ÷ 0,4–0,6) кинетических кривых. Возрастание эффективных коэффициентов диффузии и констант скорости адсорбции рассматриваемых кинетических моделей наблюдается в ряду левамизол <норсульфазол <прокаин <стрептоцид <кофеин. Наиболее точно отражает закономерности адсорбции модель псевдо-второго порядка.

Ключевые слова: фармацевтические вещества, активный уголь, кинетика, моделирование, диффузия, смешанный массообмен.

KINETIC ADSORPTION MODELING OF PHARMACEUTICALS ON ACTIVATED CARBONS

Korzh E., Klymenko N.

Korzh Evgeniy – postgraduate;

Klymenko Nataliya – Doctor of Chemical Sciences, professor, DEPARTMENT OF SORPTION AND BIOLOGIC WATER TREATMENT, A.V. DUMANSKY INSTITUTE OF COLLOID AND WATER CHEMISTRY NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF UKRAINE, KIEV, UKRAINE

Abstract: kinetic adsorption of pharmaceuticals on activated carbons was investigated. Applicability of mathematical models for estimating the kinetic patterns of sulfanilamide, sulfathiazole, levamisole, procaine and caffeine adsorption on activated carbons with different porous structure was analyzed. The adequacy of the Boyd and Morris-Weber diffusion models at the initial section of kinetic curves (up to F ¸ 0.4–0.6) was shown. Observations revealed that the effective diffusion coefficients and adsorption rate constants of the reviewed kinetic models increased according to the following series: levamisole < sulfathiazole < procaine < sulfanilamide < caffeine. A pseudo-second order model reflects the adsorption regularities in the most accurate way.

Keywords: pharmaceuticals, activated carbon, kinetic, modeling, diffusion, mixed mass transfer.

Список литературы / References

1. Kyzas G. Z., Fu J., Lazaridis N. K. et al.New approaches on the removal of pharmaceuticals from wastewaters with adsorbent materials // Journal of molecular liquids, 2015. № 209. P. 87–93.
2. De Ridder D. J., McConville M., Verliefde A. R. D. et al.Development of a predictive model to determine micropollutant removal using granular activated carbon // Drinking water engineering and science, 2009. № 2. P. 57–
3. Qui H., Lv. L., Pan B .C et al.Critical review in adsorption kinetic models // J. Zhejiang Univ. Sci. A., 2009. № 10. P. 716–724.
4. El-Khaiary M. I., Malash G. F., Ho Y. S. On the use of linearized pseudo-second-order kinetic equations for modeling adsorption systems // Desalination, 2010. № 1-3 (257). P. 93–101.
5. Крижановская О. О., Синяева Л. А., Карпов С. И. и др. Кинетические модели при описании сорбции жирорастворимых физиологически активных веществ высокоупорядоченными неорганическими кремнийсодержащими полимерами // Сорбционные и хроматографические процессы, 2014. № 5 (15). С. 784–
6. Клименко Н. А., Гречаник С. В., Безпояско В. А. и др. Усиление эффективности очистки воды использованием активного угля с улучшенными сорбционными характеристиками // Химия и технология воды, 2013. № 6 (35). С. 470–481.
7. Селеменев В. Ф., Славинская В. Г., Хохлов В. Ю., Иванов В. А. Практикум по ионному обмену. Воронеж: Изд-во Воронеж. Ун-та, 2004. 160 с.
8. Reichenberg D. Properties of ion-exchange resins in relation to their structure. Kinetics of Exchange // Journal of the American Chemical Society, 1953. № 75. P. 589–597.
9. Weber Jr. W. J., Morris J. C. Kinetics of adsorption on carbon from solution // Journal of the Sanitary Engineering Division, 1963. № 89. P. 31–60.
10. Ho Y. S. Citation review of Lagergren kinetic rate equation on adsorption reactions // Scientometrics, 2004. № 1 (59). P. 171–177.
11. Ho Y. S., Ng J. C. Y., McKay G. Kinetics of pollutant sorption by biosorbents: review // Separation and purification methods, 2000. № 2 (29). P. 189–232.
12. Douven S., Paez C. A., Gommes C. J. The range of validity of sorption kinetic models // Journal of colloid and interface science, 2015. № 448. P. 437–450.
13. Ho Y. S. Review of second-order models for adsorption systems // Journal of Hazardous Materials, 2006. № 3 (136). P. 681–689.
14. Javadian H. Application of kinetic, isotherm and thermodynamic models for the adsorption of Co(II) ions on polyamidine/polypyrrole copolymer nanofibers from aqueous solution // Journal of industrial and engineering chemistry, 2014. № 6 (20). P. 4233–4241.
15. Sparks D. L. Kinetics of Soil Chemical Processes. New York: Academic Press, 1989. 210 p.
16. Когановский А. М., Клименко Н. А., Левченко Т. М., Рода И. Г. Адсорбция органических веществ из воды. К.: Химия, 1990. 256 с.

Ссылка для цитирования данной статьи

		Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.
Корж Е. А., Клименко Н. А. МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ АДСОРБЦИИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА АКТИВНЫХ УГЛЯХ // Проблемы современной науки и образования  № 5 (87), 2017. - С. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях