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

Выпуск

Том 120 № 3 (2026): Вестник КазНУ. Серия химическая (В процессе подготовки)

Раздел

Коллоидная и нано химия

Лицензия

Copyright (c) 2026 J.M. Jandosov, D.I. Chenchik, A.N. Sabitov, M.A. Biisenbayev, A.R. Kerimkulova, N.K. Zhylybayeva, Ye.O. Doszhanov, A.Zh. Baimenov

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0), которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.

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.