vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2021-57-1-101-108vestich-637Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯTECHNICAL CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERINGОценка факторов, влияющих на сорбцию диоксида серы волокнистыми анионитами ФИБАНEvaluation of factors affecting the sorption of sulfur dioxide by FIBAN fibrous anion exchangersМедякГ. В.MedyakG. V.

Медяк Галина Владимировна - кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник.ул. Сурганова, 13, 220072, Минск.

Galina V. Medyak - Ph. D. (Chemistry), Leading Researcher, Institute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus.13, Surganov Str., 220072, Minsk.

medyakg@ifoch.bas-net.byШункевичА. А.ShunkevichA. A.

Шункевич Александр Акимович - кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник.ул. Сурганова, 13, 220072, Минск.

Aleksandr A. Shunkevich - Ph. D. (Chemistry), Leading Researcher, Institute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus.13, Surganov Str., 220072, Minsk.

shunkevich@ifoch.bas-net.byПоликарповА. П.PolikarpovA. P.

Поликарпов Александр Петрович - кандидат химических наук, заведующий лабораторией.ул. Сурганова, 13, 220072, Минск.

Aleksandr P. Polikarpov - Ph. D. (Chemistry), Head of the Laboratory, Institute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus.13, Surganov Str., 220072, Minsk.

fiban@ifoch.bas-net.byПансевичВ. В.PansevichV. V.

Пансевич Виктор Васильевич - кандидат химических наук, старший научный сотрудник.ул. Сурганова, 13, 220072, Минск.

Viktor V. Pansevich - Ph. D. (Chemistry), Senior Researcher, Institute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus.13, Surganov Str., 220072, Minsk.

АкуличЗ. И.AkulichZ. I.

Акулич Зинаида Ивановна - научный сотрудник.ул. Сурганова, 13, 220072, Минск.

Zinaida I. Akulich - Researcher. Institute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus.13, Surganov Str., 220072, Minsk.

Институт физико-органической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus202110022021571101108Copyright © Медяк Г.В., Шункевич А.А., Поликарпов А.П., Пансевич В.В., Акулич З.И., 20212021Медяк Г.В., Шункевич А.А., Поликарпов А.П., Пансевич В.В., Акулич З.И.Medyak G.V., Shunkevich A.A., Polikarpov A.P., Pansevich V.V., Akulich Z.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/637

Проведено сравнительное исследование волокнистых анионитов ФИБАН с аминогруппами различной структуры и основности в отношении сорбции диоксида серы из воздуха. Показано, что основными факторами, влияющими на сорбцию диоксида серы, являются влагоемкость анионитов в условиях заданной влажности газовоздушного потока, основность и природа аминогрупп, а также наличие катионообменных групп в составе анионита. Аниониты с сильноосновными группами поглощают диоксид серы при низких значениях относительной влажности воздуха (30 %), но обладают невысокой динамической сорбционной емкостью (до 1,3 мг-экв/г). Аниониты, содержащие первичные и вторичные аминогруппы, могут быть использованы для сорбции диоксида серы при повышенных значениях относительной влажности воздуха (более 54 %) в том случае, если их катионообменная емкость в несколько раз меньше анионообменной. Наиболее эффективными сорбентами диоксида серы являются аниониты с третичными аминогруппами, которые обладают высокой обменной емкостью (более 5 мг-экв/г) и дополнительно содержат вторичные аминогруппы.

The sorption of sulfur dioxide from the air by the fibrous anion exchangers containing amino groups of different structure and basicity has been comparatively investigated. The most effective sorbents of sulfur dioxide are the anion exchangers with ternary amino groups, which have a high exchange capacity (more than 5 meq/g) and additionally contain secondary amino groups. The anion exchangers with high-base amino groups absorb sulfur dioxide at low relative humidity (30 %) but have low dynamic sorption capicity (up to 1.3 meq/g). The anion exchangers with primary and secondary amino groups absorb sulfur dioxide at high relative humidity (more than 54 %) if their cation exchange capacity is several times less than the anion exchange capacity.

 

волокнистые анионитысорбциядиоксид серыочистка воздухаfibrous ion exchangerssorptionsulfur dioxideair purificationReferencesНормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе [Электронный ресурс]: постановление М-ва здравоохранения Респ. Беларусь, 8.11.2016 г., № 113. - Режим доступа: http://minzdrav.gov.by/ru/dlya-spetsialistov/normativno-pravovaya-baza/tekhnicheskie-normativnye-pravovye-akty/teksty-tekhnicheskikh-normativnykh-aktov/atmosfernyy-vozdukh-i-vozdukh-zakrytykh-pomeshcheniy-sanitarnaya-okhrana-vozdukha.php. - Дата доступа: 19.12.2020.Standards for maximum permissible concentrations of pollutants in the atmospheric air. Resolution of the Ministry of health of the Republic of Belarus. November 8, 2016, no. 113. Available at: http://minzdrav.gov.by/ru/dlya-spetsialistov/normativno-pravovaya-baza/tekhnicheskie-normativnye-pravovye-akty/teksty-tekhnicheskikh-normativnykh-aktov/atmosfernyy-vozdukh-i-vozdukh-zakrytykh-pomeshcheniy-sanitarnaya-okhrana-vozdukha.php (accessed 19 December 2020) (in Russian).Гигиенический норматив «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны» [Электронный ресурс]: постановление М-ва здравоохранения Респ. Беларусь, 11.10.2017 г., № 92. - Режим доступа: https://pravo.by/upload/docs/op/W21732492p_1510174800.pdf. - Дата доступа 19.12.2020.Hygiene standard “Maximum permissible concentrations of harmful substances in the air of the working area”. Resolution of the Ministry of health of the Republic of Belarus. October 11, 2017, no. 92. Available at: https://pravo.by/upload/docs/op/W21732492p_1510174800.pdf (accessed 19 December 2020) (in Russian).Вулих, А. И. Новая сфера применения ионитов - очистка газов / А. И. Вулих, А. А. Аловяйников, Г. А. Никандров // Ионный обмен: сб. ст. / Академия наук СССР, Ин-т геохимии и аналит. химии им. В. И. Вернадского; М. М. Сенявин (отв. ред.). - М.: Наука, 1981. - С. 214-229.Vulih A. I., Aloviaynikov A. A., Nikandrov G. A. A new field of application of ion-exchangers is gas purification. Ionnyj obmen: Sbornik statei [Ion exchange. Proceeding of the USSR Academy of Sciences]. Moscow, Nauka Publ., 1981, pp. 214-229 (in Russian).Чикин, Г. А. Иониты в газосорбционных технологиях / Г. А. Чикин, О. Н. Мягкой // Ионообменные методы очистки веществ / под ред. Г. А. Чикин, О. Н. Мягкой. - Воронеж: ВГУ, 1984. - С. 326-367.Chikin G. A., Myagkoi Q. N. Ion exchangers in the gas sorption technologies. Ion exchange methods of substances purification. Voronezh, VGU Publ., 1984, pp. 326-367 (in Russian).Soldatov, V. S. Application of fibrous ion exchangers in air purification from acidic impurities / V. S. Soldatov, I. S. Elinson, A. A. Shunkevich // Hydrometallurgy'94. - Dordrecht: Springer, 1994. - P. 837-855. https://doi.org/10.1007/978-94-011-1214_57Soldatov V. S., Elinson I. S., Shunkevich A. A. Application of fibrous ion exchangers in air purification from acidic impurities. Hydrometallurgy'94. Dordrecht, Springer, 1994, pp. 837-855. https://doi.org/10.1007/978-94-011-1214_57Soldatov, V. S. Ion exchangers for air purification / V. S. Soldatov, E. G. Kosandrovich // Ion exchange and solvent extraction, A series of advances. - USA: CRC Press Taylor and Francis Group, 2011. - Vol. 20. - P. 45-117. https://doi.org/10.1201/b10813-3Soldatov V. S., Kosandrovich E. G. Ion exchangers for air purification. Ion exchange and solvent extraction, A series of advances. USA, CRC Press Taylor and Francis Group Publ., 2011, vol. 20. pp. 45-117. https://doi.org/10.1201/b10813-3Филиппович, С. Д. Новые волокнистые аниониты на основе полиакрилонитрильных волокон / С. Д. Филиппович, З. И. Акулич, А. А. Шункевич, В. И. Грачек // Вес. Нац. акад. навук Беларуси Сер. хiм. навук. - 2014. - № 2. -С. 81-85.Filippovich S. D., Akulich Z. I., Shunkevich A. A., Grachek V. I. New fibrous anion exchangers based on acrylonitrile fibres. Vestsi Natsyyanal'nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical series, 2014, no. 2, pp. 81-85 (in Russian).Способ получения анионообменного волокна: пат. 18091 Респ. Беларусь, МПКС 08 J 5/20, D 01 F 11/06 (2006) / С. Д. Филиппович, В. И. Грачек, З. И. Акулич, А. А. Шункевич. Опубл.: 30.04.2014.Filippovich S. D., Grachek V. I., Akulich Z. I., Shunkevich A. A. The way for producing anion-exchange fiber. Patent Republic of Belarus no. 18091. Publ. date 30 Apr. 2014 (in Russian).Волокнистые иониты ФИБАН для очистки воздуха от диоксида серы / А. А. Шункевич [и др.] // Пылегазоочистка-2019: сб. докл. и каталог XII Междунар. конф., Москва, ГК «ИЗМАЙЛОВО», 24-25 сент. 2019 г. / ООО «ИНТЕХЭКО». - М., 2019. - С. 62-66.Shunkevich A. A., Medyak G. V., Polikarpov A. P., Pansevich V. V., Akulich Z. I. FIBAN fiber ion-exchangers for air purification from sulfur dioxide. Sbornik dokladov i catalog XII Mezhdunarodnoi konferentsii “Pylegazoochistka-2019” (Moskva, Izmailovo, 24-25 sentiabria, 2019) [Proceeding of XII Int. Conf. “Dust and gas cleaning” (Moscow, Izmailovo, September 24-25th,2019)]. Moscow, 2019, pp. 62-66 (in Russian).Способ получения анионообменного волокна: пат. 23166 Респ. Беларусь, МПКС 08 J 5/20, D 01 F 11/06 (2006) / В. И. Грачек, А. П. Поликарпов, А. А. Шункевич, З. И. Акулич, В. И. Исакович. Опубл. 30.10.2020.Grachek V. I., Polikarpov A. P., Shunkevich A. A., Akulich Z. I., Isakovich V. I. The way for producing anion-exchange fiber. Patent Republic of Belarus no. 23166. Publ. date 30 October 2020 (in Russian).Способ получения ионообменного полиамфолитного волокна: пат. 12352 Респ. Беларусь, МПКС 08 J 5/20, D 01 F 11/00 (2006) / А. А. Шункевич, З. И. Акулич, В. И. Грачек, С. Е. Радкевич, В. Ж. Ворса, В. И. Исакович. Опубл. 30.08.2009.Shunkevich A. A., Akulich Z. I., Grachek V. I., Radkevich S. E., Vorsa V. Zh., Isakovich V. I. The way for producing polyampholyte ion-exchange fiber. Patent Republic of Belarus no. 12352. Publ. date 30 Augusta 2009 (in Russian).Косандрович, Е. Г. Волокнистый аминокарбоксильный сорбент для очистки воздуха от примесей диоксида серы / Е. Г. Косандрович, О. Н. Дорошкевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусь Сер. xiм. навук. - 2014. - № 1. - С. 91-94.Kosandrovich E. G., Doroshkevich O. N. Fibrous amino carboxylic sorbent for air purification from sulfur dioxide. Vestsi Natsyyanal'nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical series, 2014, no. 1, pp. 91-95 (in Russian).Каталитический способ получения и сорбционные свойства волокнистого анионита с третичными аминогруппами / Е. Г. Косандрович [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусь Сер. xiм. навук. - 2017. - № 1. - С. 82-88.Kosandrovich E. G., Yakubel O. N., Nesteronok P. V., Shachenkova L. N., Soldatov V. S. Catalytic preparation method and sorption properties of the fibrous anion exchanger with ternary amino groups. Vestsi Natsyyanal'nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical series, 2017, no. 1, pp. 82-88 (in Russian).Полянский, Н. Г. Методы исследования ионитов / Н. Г. Полянский, Г. В. Горбунов, Н. П. Полянская. - М: Химия, 1976. - 208 с.Polyanskiy N. G., Gorbunov G. V., Polyanskaya N. P. Research methods of ion-exchangers. Moscow, Khimiya Publ., 1976. 208 p. (in Russian).Косандрович, Е. Г. Сорбция аммиака из воздуха волокнистым сульфокатионитом ФИБАН К-1 / Е. Г Косандрович, В. С. Солдатов // Вес. Нац. акад. навук Беларусь Сер. хiм. навук. - 2004. - № 3. - С. 95-98.Kosandrovich E. G., Soldatov V. S. Sorptoin of ammonia from air by fibrous sulfostyrene cation exchanger FIBAN K-1. Vestsi Natsyyanal'nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical series, 2004, no. 3, pp. 95-98 (in Russian).Особенности сорбции диоксида серы из воздуха слабоосновными анионитами / Е. Г. Косандрович [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусь Сер. хiм. навук. - 2020. - № 3. - С. 263-270. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2020-56-3-263-270Kosandrovich E. G., Pushkarchuk A. L., Bezyazychnaya T. V., Soldatov V. S. Peculiarities of sulfur dioxide sorption from air by weak base anion exchangers. Vestsi Natsyyanal'nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical series, 2020, no. 3, pp. 263-270 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8331-2020-56-3-263-270

The authors declare that there are no conflicts of interest present.