Изготовление и физико-химические характеристики углеродных блочных изделий сотовой структуры на основе рисовой шелухи и лигносульфоната кальция

Авторы

  • Ж.М. Жадосов Институт проблем горения, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-3842-4397
  • Д.И. Ченчик Институт проблем горения, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0001-6325-9982
  • А.Н. Сабитов Институт проблем горения, Алматы, Казахстан , Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан
  • М.А. Бийсенбаев Институт проблем горения, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-9898-5594
  • А.Р. Керимкулова Институт проблем горения, Алматы, Казахстан , Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0001-8048-4970
  • Н.К. Жылыбаева Институт проблем горения, Алматы, Казахстан
  • Ерлан Досжанов Институт проблем горения, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3454-8889
  • А.Ж. Байменов Институт проблем горения, Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-6509-2087

DOI:

https://doi.org/10.15328/cb2026_140

Ключевые слова:

лигносульфонат, углеродный сорбент, блок сотовой структуры, метиленовый голубой, рисовая шелуха

Аннотация

В статье описан синтез углеродного композита активированный уголь-углерод/зола на основе карбонизованной рисовой шелухи (КРШ) и Ca-лигносульфоната, с дальнейшим получением из него монолита сотовой структуры. Полученные сорбенты были охарактеризованы современными физико-химическими методами исследования: сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), энергодисперсионного спектрометрического анализа (ЭДС-анализ), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) и низкотемпературной адсорбции азота. Установлено, что несмотря на присутствие остаточных минеральных примесей в количестве около 15 масс. %, синтезированный композит КРШ-лигносульф@850 обладает высокой удельной поверхностью и развитым объемом пор. Эти примеси представлены фазами CaSiO3, MgSiO3, CaSO4 и SiO2, которые оказались устойчивыми к процессу выщелачивания. Морфология полученных монолитов характеризуется развитой структурой, обладающей как микро-, так и мезопористостью. Согласно расчетам на основе метода функционала плотности для закаленного твердого тела (QSDFT), удельная поверхность полученного образца КРШ-лигносульф@850 составляет 1144 м2/г, а общий объем пор – 0,947 см3/г. Исследования сорбции метиленового голубого (МГ) в статических условиях показали, что монолит КРШ-лигносульф@850 демонстрирует высокие адсорбционные показатели. Согласно нелинейным изотермам адсорбции, процесс с высокой точностью описывается моделью Тота (R2 = 0,9985), при этом максимальная сорбционная емкость материала составила 283,4 мг/г, что обусловлено гетерогенным характером поверхности монолита.

 Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения КРШ-лигносульф@850 блоков для улавливания токсичных соединений в выбросах предприятий, производящих органическую продукцию.

Биографии авторов

  • Ж.М. Жадосов, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан

    к.х.н., в.н.с. лаборатории нанобиотехнологии Института проблем горения (Алматы, Казахстан; e-mail: jandosovj@gmail.com)

  • Д.И. Ченчик, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан

    к.х.н., в.н.с. лаборатории нанобиотехнологии Института проблем горения (Алматы, Казахстан, e-mail: dmitriychenchik@gmail.com)

  • А.Н. Сабитов, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан, Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан

    к.х.н., старший преподаватель кафедры химии Казахского национального женского педагогического университета (Алматы, Казахстан, e-mail: aitugans@mail.ru)

  • М.А. Бийсенбаев, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан

    к.х.н., в.н.с. лаборатории нанобиотехнологии Института проблем горения (Алматы, Казахстан, e-mail: bijsenbay@gmail.com)

  • А.Р. Керимкулова, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан

    к.х.н., доцент Казахского национального исследовательского технического университета им. К.И. Сатпаева (Алматы, Казахстан, e-mail: almusha_84@mail.ru)

  • Н.К. Жылыбаева, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан

    к.х.н., в.н.с. лаборатории нанобиотехнологии Института проблем горения (Алматы, Казахстан; e-mail: icp30@mail.ru)

  • Ерлан Досжанов, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан

    PhD, доцент кафедры ЮНЕСКО по устойчивому развитию КазНУ имени аль-Фараби, в.н.с. Института проблем горения (Алматы, Казахстан; e-mail: doszhanov_yerlan@mail.ru)

  • А.Ж. Байменов, Институт проблем горения, Алматы, Казахстан

    к.х.н., Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева (Алматы, Казахстан; e-mail: alzhan.baimenov@alumni.nu.edu.kz)

Библиографические ссылки

1. Hu L, Khan MA, Zhou X (2018) Adv Energy Mater 8(26):1801072. https://doi.org/10.1021/bk-2014-1186.ch011

2. Li W, Shi J (2023) Front Bioeng Biotechnol 11:1121027. https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1121027

3. Керимкулова А, Ермолданов Е, Асанбек Н, Атаманов М, Жумагалиева А, др. (2026) Горение и плазмохимия 24(1):35–46. https://doi.org/10.18321/cpc24(1)35-46

4. Sabitov A, Atamanov M, Doszhanov O, Saurykova K, Tazhu K, et al. (2024) Molecules 29:3786. https://doi.org/10.3390/molecules29163786

5. Vieira FR, Magina S, Evtuguin DV, Barros-Timmons A (2022) Materials 15:6182. https://doi.org/10.3390/ma15176182

6. Jadhav L, Patil R, Patil SV, Mishra S, Patil V (2025) In: Jawaid M, Ahmad A, Meraj A (eds) Handbook of Lignin. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-96-7633-0_70

7. Moreno-Castilla C, Pérez-Cadenas AF (2010) Materials 3(2):1203-1227. https://doi.org/10.3390/ma3021203

8. Ortega-Ortiz H., Bernardo M., Matos I., Fonseca I., Mota J.P.B, et al. (2026) Adsorption 32:14. https://doi.org/10.1007/s10450-026-00687-y

9. Ferry MA, Maruyama J, Asoh T, Uyama H (2021) RSC Advances 11(4):2202-2212. https://doi.org/10.1039/d0ra08950h

10. Sandoval-Montoya G, Palacio R, López D, Santa JF, Laverde J, Buitrago-Sierra R (2026) Inorganics 14:211. https://doi.org/10.3390/inorganics14080211

11. Fito J, Abewaa M, Mengistu A, Angassa K, Ambaye AD, Moyo W, Nkambule T (2023) Sci Rep 13(1):5427. https://doi.org/10.1038/s41598-023-32341-w

12. Elewa K, Tawfic AF, Tarek M, Al-Sagheer NA, Nagy NM (2025) Sci Rep 15(1):17633. https://doi.org/10.1038/s41598-025-01461-w

13. Жандосов Ж, Байменов А, Сабитов А, Досжанов Е, Ченчик Д, Керимкулова А, Жылыбаева Н, Мансуров З (2026) Горение и плазмохимия 24(1):21–34. https://doi.org/10.18321/cpc24(1)21-34

14. Beis SH, Mukkamala S, Hill N, Joseph J, Baker C, Jensen B, Stemmler EA, Wheeler MC, Frederick BG, van Heiningen A, Berg AG, DeSisto WJ (2010) BioResources 5(3):1408–1424. https://doi.org/10.15376/biores.5.3.1408-1424

15. Brebu M, Cazacu G, Chirila O (2011) Cellulose Chem Technol 45(1-2):43–50.

16. Ismagilov ZR, Shikina NV, Andrievskaya IP, Rudina NA, Mansurov ZA, Burkitbaev MM, Biisenbaev MA, Kurmanbekov AA (2009) Catal Today 147S:58–65. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.07.043

17. Manz TA, Delgass WN (2026) ACS Omega 11(14):22171–22197. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c13463

18. González S, Jaramillo-Fierro X (2025) Int J Mol Sci 26(4):1756. https://doi.org/10.3390/ijms26041756

19. Neimark AV, Lin Y, Ravikovitch PI, Thommes M (2009) Carbon 47(7):1617–1628. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.01.050

20. Zoccante A, D’Amore M, Guido CA, Fortunelli A, Conter G, Marchese L, Cossi M (2025) ACS Omega 10(29):31623–31637. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c02479

21. Gor GY, Thommes M, Cychosz KA, Neimark AV (2012) Carbon 50:1583–1590. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2011.11.037

22. Yan L, Liu H, Yang Y, Dai L, Si C (2025) Carbon Energy 7:e662. https://doi.org/10.1002/cey2.662

23. Mergbi M, Galloni MG, Aboagye D, Elimian E, Su P, Ikram BM, Nabgan W, Bedia J, Amor HB, Contreras S, Medina F, Djellabi R (2023) Environ Sci Pollut Res Int 30(30):74544–74574. https://doi.org/10.1007/s11356-023-27484-2

24. Crini G (2006) Bioresour Technol 97(9):1061–1085. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.05.001

25. Maia LS, da Silva AIC, Carneiro ES, Monticelli FM, Pinhati FR, Mulinari DR (2021) J Polym Environ 29(4):1162–1175. https://doi.org/10.1007/s10924-020-01951-0

26. Jawad AH, Rashid RA, Ishak MAM, Ismail K (2018) J Taibah Univ Sci 12(6):809–819. https://doi.org/10.1080/16583655.2018.1519893

27. Yagub MT, Sen TK, Ang HM (2012) Water Air Soil Pollut 223:5267–5282. https://doi.org/10.1007/s11270-012-1277-3

28. Jawad AH, Rashid RA, Mahmoud RMA, Ishak MAM, Kasim NN, Ismail K (2015) Desalin Water Treat 57:8839–8853. https://doi.org/10.1080/19443994.2015.1026282

29. Phihusut D, Chantharat M (2017) Environ Nat Resour J 15:30–38. https://doi.org/10.14456/ennrj.2017.1

30. Han X, Wang W, Ma X (2011) Chem Eng J 171:1–8. https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.02.067

31. Giannoulia S, Meropoulis S, Daletou MK, Aggelopoulos CA (2026) J Environ Sci 165:79–92. https://doi.org/10.1016/j.jes.2025.07.042

32. Wang Y, Zhang Y, Li S, Zhong W, Wei W (2018) J Mol Liq 268:658–666. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.07.085

33. Sodkouieh SM, Kalantari M, Shamspur T (2023) Korean J Chem Eng 40:873–881. https://doi.org/10.1007/s11814-022-1230-0

Опубликован

2026-10-06

Как цитировать

Изготовление и физико-химические характеристики углеродных блочных изделий сотовой структуры на основе рисовой шелухи и лигносульфоната кальция. (2026). Вестник КазНУ. Серия химическая, 120(3), In Press. https://doi.org/10.15328/cb2026_140

Похожие статьи

1-10 из 17

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.