ІЧ-Фур`є спектральні та рентгенофазові дослідження топохімічних реакцій на поверхні сумішевого сорбенту в процесі отримання багатофункціональних пластичних мастил

Abstract

The effectiveness of the implementation of the 3R principle (Reduce – Reuse – Recycle) in relation to industrial waste is substantiated, which allows minimizing the amount of industrial waste and using it as secondary raw materials. It is shown that the adsorption with the reuse of regenerated mixed sorbent (activated carbon (АС) and kieselguhr (К)) is a fairly effective method for the secondary treatment of industrial wastewater. The improved method of recycling, separation and purification of various chemical components of industrial waste has been proposed. The possibility of reducing the toxicity of some chemicals by processing them and converting them into other non-toxic compounds has been investigated. It has been shown that the research has allowed not only to save material resources during their repeated production, but also to reduce the ecological load on the environment by reducing the use of recycled water and reducing pollution of groundwater and natural water sources in the event of uncontrolled release of used hydraulic oil into the soil. Main stages of topochemical transformations on a solid surface (AC + K) with the obtaining of bis-(diethyldithiocarbamate)copper(II) as the main active substance of C,N,S-containing multifunctional plastic lubricants were investigated. It was established that the mineral composition of the mixed sorbent (AC + K) consisted of two main phases: SiO2-cristabolite (85…95 %) and SiO2-α-quartz (3…6 %), an amorphous phase 3…15 % and trace amounts of kaolin. The presence of a small amount of bis-(diethyldithiocarbamate)copper(II) (1…2 %) in the form of an amorphous phase in the total mass of the modified sorbent (AC + K) was shown. The presence of the Cu–S bond (399 cm–1) on the surface of the mixed sorbent (AC + K) was recorded, which unambiguously indicates the presence of bis-(diethyldithiocarbamate)copper(II) on the surface. The presence of basic organic groups (M–OH, –OH, –С(=О)О–, Si–O–Si, C=O, C=C) on the solid surface of the sorbent was confirmed, and the structure of the synthesized/sorbed copper(II) chelate was identified using IR-Fourier spectral studies.

Обґрунтована ефективність реалізації принципу 3R (Reduce–Reuse–Recycle) відносно промислових відходів, який дозволяє мінімізувати кількість промислових відходів та їх використання як вторинної сировини. Показано, що адсорбція з повторним використанням регенерованого сумішевого сорбенту (активованого вугілля (АВ) і кізельгуру (К)) є досить ефективним методом доочищення стічних вод промислових виробництв. Запропоновано удосконалений спосіб утилізації, виділення та очищення різноманітних хімічних складових відходів промислових виробництв. Досліджено можливість зменшення токсичності деяких хімічних речовин шляхом їх переробки та переведення в інші нетоксичні сполуки. Показано, що проведене дослідження дозволить не лише зекономити матеріальні ресурси у разі їхнього повторного виробництва, а й знизити екологічне навантаження на довкілля шляхом зменшення використання оборотної води та скоротити забруднення ґрунтових та природних водних джерел у разі неконтрольованого потрапляння відпрацьованої гідравлічної оливи в ґрунт. Досліджені основні стадії топохімічних перетворень на твердій поверхні сумішевого сорбенту (АВ + К) з отриманням біс-(діетилдитіокарбамато)купруму(ІІ) як основної діючої речовини C-, N-, S-вмісних багатофункціональних пластичних мастил. Встановлено, що сумішевий сорбент складався з двох основних фаз: SiO2 — кристаболіту (85…95 %) та SiO2 – α-кварцу (3–6 %), аморфної фази 3…15 % та слідових кількостей каоліну. Показано наявність незначної кількості біс-(діетилдитіокарбамато)купруму(ІІ) (1…2 %) у вигляді аморфної фази в загальній масі модифікованого сорбенту (АВ + К). Зафіксовано наявність зв'язку Cu–S (399 см–1) на поверхні сумішевого сорбенту (АВ + К), що однозначно свідчить про присутність на поверхні біс-(діетилдитіокарбамато)купруму(ІІ). Підтверджено наявність основних органічних груп (М–ОН, –ОН, –С(=О)О- , Si–O–Si, C=O, C=C) на твердій поверхні сорбенту, а також ідентифіковано будову синтезованого/ сорбованого хелату купруму(ІІ) за допомогою ІЧ-Фур’є спектральних досліджень.