Разработка технологии получения функциональных сорбентов на основе TiO2 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат наук Смирнова, Валентина Владимировна

• Смирнова, Валентина Владимировна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Смирнова, Валентина Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОРБЕНТЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ОЧИСТКЕ ВОДЫ

1.1 Фильтрующе-сорбирующие материалы

1.2 Диоксид титана

1.3 Активирование поверхности диоксида титана

1.3.1 Обработка ультразвуком

1.3.2 Воздействие постоянного электрического поля

1.3.3 Влияние ультрафиолетового облучения

1.4 Обоснование цели и задач исследований

ГЛАВА 2 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Рентгенофазовый анализ исходного и модифицированного диоксида титана

2.2 Инфракрасная спектроскопия

2.3 Дифференциальный термический анализ

2.4 Электронная микроскопия

2.5 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.6 Измерение водородного показателя растворов

2.7 Ультразвуковая обработка образцов диоксида титана

2.8 Облучение ультрафиолетовым излучением

2.9 Методика обработки постоянным электрическим полем

2.10 Анализ содержания примесей катионов металлов (Ре+2, Мп+2, №+2)

2.11 Определение содержания примесей хлорид-ионов

2.12 Анализ содержания органических веществ в воде (на примере фенола)

2.13 Методика адсорбции ионов из растворов

2.14 Выбор метода получения исходного диоксида титана

2.15 Синтез и свойства диоксида титана

2.16 Структурно-методологическая схема работы

2.17 Выводы по главе 2

ГЛАВА 3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ДИОКСИДА ТИТАНА ПРИ ЕГО ПОЛУЧЕНИИ И АКТИВИРОВАНИИ

3.1 Процессы получения диоксида титана в условиях гидролиза тетрахлорида титана

3.2 Активирование поверхности диоксида титана воздействием ультразвука

3.3 Активирование поверхности диоксида титана постоянным электрическим полем

3.3.1 Процессы, протекающие на поверхности диоксида титана в водной среде

3.3.2 Процессы активирования поверхности диоксида титана в среде хлорида натрия

3.3.3 Активирование поверхности диоксида титана ультразвуком и постоянным электрическим полем в щелочной среде

3.3.4 Активирование поверхности диоксида титана в кислой среде

3.4 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АКТИВИРОВАННОГО ДИОКСИДА ТИТАНА ПО ОТНОШЕНИЮ К КАТИОНАМ, АНИОНАМ И ОРГАНИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВАМ

4.1 Механизм перезарядки поверхности диоксида титана в процессе ее активирования постоянным электрическим полем

4.1.1 Перезарядка поверхности диоксида титана при ее активировании в дистиллированной воде

4.1.2 Процессы перезарядки поверхности частиц диоксида титана при обработке в среде хлорида натрия

4.1.3 Формирование центров адсорбции на поверхности диоксида титана при перезарядке в щелочной среде

4.1.4 Процессы перезарядки поверхности частиц диоксида титана в кислой среде

4.2 Сорбция катионов металлов и хлорид-ионов на поверхности образцов модифицированного диоксида титана

4.2.1 Адсорбция примесей катионов металлов и хлорид-ионов из их модельных растворов с помощью диоксида титана, активированного в дистиллированной воде

4.2.2 Сорбционные свойства диоксида титана, модифицированного в водном растворе хлорида натрия, по отношению к катионам и анионам

4.2.3 Сорбционные свойства диоксида титана, активированного в водном

растворе гидроксида натрия, по отношению к катионам и анионам

4.2.4 Сорбция катионов двухзарядных металлов и хлорид-ионов с использованием диоксида титана, активированного в кислой среде

4.3 Сорбционная емкость активированного диоксида титана по отношению к водорастворимым органическим примесям на примере фенола

4.4 Механизм сорбции катионов и анионов на поверхности диоксида титана, активированного ультразвуком и постоянным электрическим полем в средах различных электролитов

4.5 Выбор условий получения полифункционального сорбента на основе диоксида титана

4.6 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5 ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ Ti02, ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

5.1 Оптимизация условий получения полифункционального сорбента на основе диоксида титана

5.2 Выбор связующего компонента для получения гранул сорбента на основе диоксида титана

5.2.1 Диоксид кремния как матрица для нанесения ТЮ2

5.2.2 Получение гранулированного сорбента на основе Ti02 его полимеризацией

5.2.3 Поливиниловый спирт - связующий компонент для получения гранулированного диоксида титана

5.2.4 Использование ортоборной кислоты в качестве связующего компонента

5.3 Изучение сорбции катионов металлов, хлорид-ионов и фенола на поверхности гранулированного диоксида титана

5.4 Лабораторные испытания сорбционных свойств гранулированного сорбента на примере воды п. Белый Яр Томской области

5.5 Схема процессов получения гранулированного сорбента на основе диоксида титана

5.6 Технико-экономические расчеты получения сорбента на основе диоксида титана

5.7 Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 Термограммы образцов диоксида титана, обработанного УЗ в щелочной и кислой средах

Приложение 2 ИК спектры пропускания диоксида титана, обработанного УЗ в средах различных электролитов

Приложение 3 Результаты измерения площади удельной поверхности исследуемых образцов диоксида титана

Приложение 4 Термограммы образцов диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в дистиллированной воде и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 5 ИК спектры пропускания образцов диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в дистиллированной воде и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 6 Термограммы образцов диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в среде хлорида натрия и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 7 ИК спектры пропускания диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в среде хлорида натрия и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 8 Термограммы образцов диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в щелочной среде и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 9 ИК спектры пропускания диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в щелочной среде и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 10 Термограммы образцов диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в кислой среде и отобранного в разных частях межэлектродного пространства

Приложение 11 ИК спектры пропускания диоксида титана, обработанного УЗ и ПЭП в кислой среде и отобранного в разных частях межэлектродного

пространства

Приложение 12 Масс-спектр прогретого образца диоксида титана после сорбции на нем фенола

Приложение 13 Копия патента РФ на изобретение

Приложение 14 Акт внедрения

Приложение 15 Акт об использовании

Приложение 16 Акт испытания

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии получения функциональных сорбентов на основе TiO2»

ВВЕДЕНИЕ

Очистка воды от вредных примесей является мировой проблемой. Рост населения и дефицит питьевой воды приводит к необходимости оптимизации снабжения населения качественной питьевой водой, включая запрет на ее использование в хозяйственно-бытовых нуждах [1-3]. Во многих Европейских странах используется следующая схема очистки воды: сначала до уровня технической, затем, после доставки до потребителя, вода доочищается для достижения стандарта качества питьевой воды [2]. Эта схема рациональна и перспективна для решения проблемы в глобальных масштабах, но на территории Российской Федерации до настоящего момента не реализована, и питьевая вода, задолго до ее доставки потребителю, очищается до показателей качества, регламентированных СанПиН 2.1.4.107401 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». После прохождения этой воды по многочисленным водопроводным сетям и распределительным системам она зачастую утрачивает или даже ухудшает часть показателей качества и становится непригодной для употребления, и до 75 % населения РФ потребляет воду, не соответствующую Европейским стандартам качества для питьевой воды, определенным Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) [4-5]. Проблема очистки воды дополнительно осложняется наличием примесей, являющихся специфическими для каждого региона, что не позволяет получать высококачественную воду, используя общепринятую схему водоочистки, являющуюся обязательной для использования на всей территории РФ. В частности, один из крупнейших наземных источников водоснабжения Томской области (р. Томь) загрязнен промышленными стоками Кузбасского региона, а лесные реки - продуктами разложения торфа и древесины -фенолами, гуминовыми кислотами и также непригодны для обеспечения населения качественной питьевой водой [6]. Перевод г. Томска на подземное

водоснабжение (эксплуатируемый подземный водозабор был запущен в 1973 году) привел к улучшению качества воды: практически исчезли примеси фенолов, красителей, иприта, альдегидов, стоков гальванических производств (меднение, никелирование, хромирование). Одновременно возникли новые проблемы, связанные с необходимостью удаления из воды растворимых примесей железа, марганца, солей жесткости и других металлов [6]. В настоящее время частичное удаление этих примесей проводится путем аэрирования и фильтрования через механические фильтры с загрузкой из кварцевого песка, керамзита, альбитофира, антрацита и др.

Достижение высокого качества питьевой воды возможно при выполнении нескольких основных условий: замены коммуникаций (труб из низколегированных сталей) на современные материалы - пластики, композиционные материалы, медные трубки; разработки и утверждения рациональной схемы водоподготовки с учетом особенностей каждого региона. Для решения этих проблем необходимы значительные капиталовложения, поэтому обеспечение населения качественной питьевой водой на современном этапе может быть решено в кратчайшие сроки с помощью доочистки питьевой воды, поступающей к потребителю по системе централизованного водоснабжения. В идеале необходим полифункциональный сорбент для доведения качества природной воды до стандартов питьевой сбалансированного минерального состава.

Объект исследований. Кристаллический диоксид титана структуры анатаз-рутил, на поверхности которого за счет внешнего воздействия активируются и перераспределяются центры адсорбции примесей, обуславливающие его полифункциональные сорбционные свойства.

Предмет исследования. Процессы поляризации, электропереноса и активирования поверхности диоксида титана, протекающие при нагревании, воздействии ультразвука и электрического поля в средах различных электролитов, приводящие к формированию и усилению полифункциональных свойств сорбента; процессы адсорбции примесей и их

удержание на поверхности диоксида титана во времени, сорбционная емкость.

Цель работы: разработка технологии получения порошковых и гранулированных функциональных сорбентов на основе диоксида титана для доочистки питьевой воды от примесей катионов металлов (Бе, Мп, N1), хлорид-ионов и фенола.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Выбрать метод получения диоксида титана с максимально высокими сорбционными характеристиками по отношению к катионам металлов (Бе, Мп, Щ), хлорид-ионам и фенолу.

2. Изучить влияние ультразвуковой обработки суспензии диоксида титана в средах различных электролитов (Н2ОдиСх., 0,2 н. растворы ИаС1, №ОН, НС1) на разрушение агломератов и степень извлечения примесей из их модельных растворов.

3. Определить влияние постоянного электрического поля (1,7 кВ/м) на активирование и перераспределение центров адсорбции примесей на поверхности ТЮ2 при его обработке в средах различных электролитов с предварительным диспергированием ультразвуком.

4. Экспериментально определить степень извлечения катионов двухзарядных металлов, хлорид-ионов и фенола из их модельных растворов диоксидом титана, активированным ультразвуком и постоянным электрическим полем в средах различных электролитов. Исследовать воздействие ультрафиолетового излучения на разложение фенола, адсорбированного на поверхности ТЮ2.

5. Экспериментально изучить и обосновать модель адсорбции примесей катионов двухзарядных металлов, хлорид-ионов и фенола на поверхности диоксида титана, активированного воздействием ультразвука и постоянного электрического поля в средах различных электролитов.

6. Исследовать степень извлечения изучаемых примесей из одного раствора и выбрать параметры обработки диоксида титана для придания ему полифункциональных сорбционных свойств.

7. Выбрать связующий компонент для гранулирования диоксида титана, обеспечивающий его устойчивость (механическую прочность, истираемость, вымываемость) в водных растворах.

8. Разработать лабораторную установку и технологическую схему получения функциональных порошковых/гранулированных сорбентов на основе диоксида титана, провести лабораторные испытания.

Научная новизна исследования.

1. Основной эффект активирования ТЮ2 обусловлен процессами поляризации, электропереноса и перезарядки поверхности частиц при обработке суспензии диоксида титана ультразвуком и постоянным электрическим полем в средах различных электролитов, что приводит к изменению его характеристик: фракции диоксида титана, взятые в разных частях межэлектродного пространства, отличаются по сорбционным свойствам в отношении одних и тех же примесей (катионов металлов, хлорид-ионов, фенола).

2. Установлено, что эффективность воздействия ультразвука зависит от среды обработки: в №0 и ИаОН в большей степени происходит дезагрегирование частиц, за счет чего площадь удельной поверхности ТЮ2 увеличивается до 2 раз. В то же время при наложении постоянного электрического поля частицы изученных суспензий взаимодействуют в процессе электрофореза с продуктами электролиза, за счет чего происходит перезарядка поверхности диоксида титана и изменяется количество активных центров сорбции в зависимости от положения в межэлектродном пространстве.

3. Процесс адсорбции водорастворимых примесей на поверхности диоксида титана протекает по механизму мономолекулярной физической адсорбции на активных центрах (№2+, СГ, фенол), для ионов Ре и Мп

характерна полимолекулярная адсорбция: сначала примеси осаждаются на активных центрах, расположенных на поверхности диоксида титана, а затем на самой примеси, формируя следующие слои.

4. Впервые экспериментально показаны полифункциональные свойства диоксида титана (анатаз-рутил), полученного в условиях гидролиза тетрахлорида титана и подвергнутого специальной подготовке, по отношению к сорбции двухзарядных катионов железа, марганца и никеля, хлорид-ионов и фенола при их совместном присутствии.

Практическая значимость работы.

1. Разработан способ получения сорбента на основе диоксида титана для удаления растворимых примесей катионов [7] и анионов неорганических веществ путем воздействия ультразвука (0,15 Вт/м , 22 кГц) и постоянного электрического поля (1,7 кВ/м) в средах различных электролитов (Н2Одисх., 0,2 н. растворы NaCl, NaOH, HCl).

2. Экспериментально установлено, что диоксид титана, предварительно обработанный ультразвуком и постоянным электрическим полем в дистиллированной воде, снижает содержание примесей ионов железа (II) в 2,1 раза, обработанный в растворе хлорида натрия - в 5,6 раза; обработанный в щелочной среде - в 6,0 раз, обработанный в кислой среде - в 3,2 раза; концентрацию ионов марганца (II) - в 5,3; 4,0; 4,2 и 2,1 раза; концентрацию ионов никеля (II) - в 5,0; 4,5; 3,6 и 2,4 раза, соответственно.

3. Диоксид титана, обработанный ультразвуком и постоянным электрическим полем в дистиллированной воде, максимально снижает содержание растворимых примесей хлорид-ионов в 2,5 раза, обработанный в растворе NaCl - в 2,6 раза, обработанный в растворе NaOH - в 3,2 раза, обработанный в растворе HCl - в 4,3 раза.

4. В растворе фенола, содержащего диоксид титана, обработанный ультразвуком и постоянным электрическим полем в средах различных электролитов, концентрация фенола максимально снижается в 3,3 раза. При дополнительном облучении ультрафиолетовым излучением, концентрация

фенола снижается ниже предела его обнаружения, обусловленного методикой измерения.

5. Экспериментально установлено, что диоксид титана после обработки ультразвуком и постоянным электрическим полем в растворе хлорида натрия проявляет полифункциональные свойства наиболее оптимально: после сорбции концентрация ионов железа уменьшилась в 3,0 раза, ионов марганца и никеля - в 3,4 раза, хлорид-ионов - в 2,6 раз, фенола - в 2,3 раза [8].

6. Разработана схема технологических процессов получения порошкового и гранулированного сорбента на основе диоксида титана.

7. Материалы диссертационной работы используются при проведении научно-исследовательской работы в Институте воды ТПУ.

8. Получены акт об испытании сорбента на основе диоксида титана на предприятии ООО «НаноКор» и акт об использовании результатов диссертационной работы на предприятии ООО «БИОТЕК».

Положения выносимые на защиту.

1. Сорбционная активность диоксида титана, полученного гидролизом ТЮи, повышается путем воздействия ультразвука и постоянного электрического поля, при которых за счет поляризации и электрофореза частиц в различных средах: Н20даст., 0,2 н. растворы №С1, №ОН, НС1 на поверхности диоксида титана активируются и перераспределяются центры адсорбции различной природы.

2. При наложении на суспензию диоксида титана постоянного электрического поля происходят процессы электролиза, сопровождающиеся формированием слоев противоионов в приэлектродном пространстве, проходя через которые (электрофорез), поверхность частиц диоксида титана перезаряжается, что определяет сорбционные свойства получаемого сорбента: сорбент, отобранный вблизи положительно заряженного электрода, преимущественно сорбирует катионы, у отрицательно заряженного -анионы.

3. Удержание растворимых примесей на поверхности активированного диоксида титана происходит преимущественно за счет их физической адсорбции на активных центрах. Вклад ионообменных процессов в удержание примесей незначителен, что связано с низкой растворимостью диоксида титана (ПРа=8-10~54, ПРр=1 • Ю"30).

4. Полифункциональные свойства диоксида титана обусловлены увеличением в процессе обработки количества положительно и отрицательно заряженных центров адсорбции, что подтверждено в экспериментах по очистке природных вод от катионов металлов, анионов и фенола.

ГЛАВА 1 НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОРБЕНТЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

В ОЧИСТКЕ ВОДЫ

На территории Российской Федерации стандарты качества питьевой воды определяются СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Одной из основных проблем данного нормативного документа является тот факт, что эти стандарты предъявляются к питьевой воде перед ее поступлением в общую распределительную сеть. Качество питьевой воды, поступающей непосредственно к потребителю, в РФ не нормируется и контролю не подвергается. Изменение нормативных актов, как и обновление системы водоводов, является длительным и дорогостоящим процессом. В связи с этим в России ведется активный поиск способов доочистки питьевой воды и доведения ее до Европейских стандартов [9-12], одним из которых является использование сорбентов различной природы.

Согласно [13] сорбционные процессы можно разделить на четыре основных типа (в зависимости от механизма взаимодействия сорбента и «примесей»): экстракция, осадкообразование, ионный обмен и адсорбция. Адсорбция загрязняющих примесей из воды на поверхности твердого сорбента может быть описана следующим образом: вначале происходит внешняя диффузия молекул и/или ионов из воды к поверхности адсорбента, затем осуществляется внутренняя диффузия молекул и/или ионов по макропорам к поверхности микропор, и, наконец, адсорбция молекул и/или ионов растворенных в воде. При этом играют роль как физические, так и химические взаимодействия между адсорбентом и адсорбируемым веществом [14]. В случае физического взаимодействия молекулы (или ионы) задерживаются на поверхности сорбента за счет слабых межмолекулярных Ван-дер-Ваальсовых сил притяжения (<10 кДж/моль). Физическая сорбция протекает с высокой скоростью, но не избирательна и характеризуется

невысокой теплотой адсорбции. При сорбции из растворов она может быть осложнена взаимодействиями между сорбентом, растворенным веществом и растворителем. Удержание же молекул и/или ионов при химическом взаимодействии является результатом образования прочной связи между активными центрами на поверхности сорбента и примесями [15]. Химическая сорбция, в отличие от физической, является избирательной, необратимой и, как правило, протекает медленно, характеризуясь относительно высокой теплотой сорбции (>10 кДж/моль). Таким образом, эффективность сорбента зависит от двух факторов: наличия достаточной площади поверхности и присутствия активных по отношению к загрязнениям (примесям) центров на этой поверхности. Эффективность сорбционного процесса, кроме того, зависит не только от свойств и количества сорбента, но и от химической природы и концентрации адсорбируемых веществ: чем выше концентрация вещества, там большее его количество будет адсорбировано на единицу массы сорбента. Скорость и эффективность сорбционного процесса можно увеличить путем перемешивания сорбента в объеме очищаемой воды, так как в это время ускоряется диффузия растворенного вещества к поверхности сорбента через слой воды, окружающей его. При этом также возрастает скорость диффузии растворенного вещества с поверхности твердого сорбента в поры. На скорость адсорбции влияют также размер частиц сорбента, скорость потока жидкости через сорбционную загрузку, концентрация загрязнений, температура, реакционная способность среды [16].

Чаще всего с использованием сорбционных методов проводится доочистка загрязненных вод. Процесс сорбции осуществляется как в статических условиях (аппараты с перемешивающими устройствами), так и в динамических условиях (фильтры, аппараты с псевдосжиженным слоем) [1718]. Процесс сорбции в статических условиях осуществляется путем интенсивного перемешивания обрабатываемой воды с сорбентом в течение определенного времени и последующего отделения сорбента от воды отстаиванием и/или фильтрованием. При последовательном введении новых

порций сорбента в очищаемую воду можно очистить ее от загрязняющих веществ до достаточно низких концентраций. Сорбция в динамических условиях осуществляется в адсорберах различной конструкции или в проточных системах [19].

При водоподготовке и водоочистке используются также мембранные методы (обратный осмос, ультрафильтрация), суть которых состоит в том, что вода проходит через мембрану с очень мелкими порами, которые задерживают практически все примеси, кроме молекул воды и кислорода [20-21]. В России, из-за высокого содержания примесей в питьевой воде, такие фильтры работают очень короткое время, и пока не нашли широкого применения.

Ранее технологии водоочистки в основном совершенствовались в конструкционном направлении: за счет автоматизации управления системами очистки. Ожидалось, что существенное, качественное улучшение водоочистки произойдет при создании ряда высокоселективных фильтрующих материалов. При этом их регенерация не должна сопровождаться применением химических реагентов, загрязняющих окружающую среду или создающих значительные проблемы с утилизацией, что характерно для селективных фильтров, выпускаемых в настоящее время.

Известны способы доочистки воды с применением как органических, так и неорганических сорбентов. Органические смолы (катиониты и аниониты), например, применяют на последней стадии очистки воды для парогенераторов, в том числе, для тепловых электростанций [22-24]. В этом случае вода по содержанию примесей близка к дистиллированной. Этот метод широко не используется: во-первых, из-за низкой сорбционной емкости при высокой загрязненности водопроводной воды и высокой себестоимости ионообменных смол. К тому же регенерация смол представляет собой экологическую проблему: при регенерации накапливаются большие объемы промывных вод, которые необходимо

утилизировать. Поэтому органические смолы для очистки воды в промышленных масштабах, как правило, не применяют.

В настоящее время для доочистки воды с помощью бытовых устройств широко используются ультратонкие синтетические материалы, выполненные из волокон полиамидных смол (фильтры «Барьер», «Аквафор», «Гейзер» и другие). Себестоимость очищенной воды достаточно высока, поэтому такие фильтры в промышленных масштабах не применяют.

Для очистки сильно загрязненных, содержащих большое количество взвешенных частиц вод широко используются флокулянты (полиакриламид [25-26], «Нанофлок» фирмы «VTA», соли алюминия), позволяющие перевести в осадок большую часть взвеси. Этот метод особенно необходим на начальной стадии очистки: коагулянты позволяют значительно снизить концентрацию растворимых примесей.

На водозаборах России для очистки воды в качестве фильтрующей загрузки используется кварцевый песок. В Сибирском регионе в этом качестве чаще всего применяется минерал альбитофир, состоящий из SiC>2 с 2-мя % Fe203. Кварцевый песок продается по высокой цене из-за его дефицита, а альбитофир широко распространен в Сибирском регионе, и его цена значительно ниже, чем цена других аналогичных минералов. Он характеризуется низкой истираемостью и относительно высокой сорбционной емкостью. В то же время механические фильтры, как правило, не позволяют достичь достаточно низких для питьевой воды концентрации растворимых примесей, например, по содержанию солей жесткости и соединений кремния.

Эффективность применения минералов для очистки воды повышается при обработке их ультразвуком. При действии ультразвука и кавитации минерал доломит, например, измельчается, и на поверхности частиц минерала адсорбируются растворимые примеси тяжелых металлов [27]. Использование этого метода на практике сопровождается трудностью отделения образующейся взвеси от очищаемой воды, а также возможностью

вторичного загрязнения воды примесями которые могут содержаться в природном доломите.

Для очистки воды с применением одного сорбента необходим полифункциональный адсорбент, удовлетворяющий следующим свойствам: способностью адсорбировать как примеси катионов, так и анионов, а также органических веществ, которые затем можно относительно легко десорбировать с его поверхности.

1.1 Фильтрующе-сорбирующие материалы

Современные фильтрующие материалы при всем их многообразии мало отличаются от аналогов начала и середины XX в [28-29]. Наиболее широко применяемые фильтрующие материалы для очистки воды от примесей различной природы, такие как, например, кварцевый песок и «горелая порода», были известны и использовались еще в начале прошлого века. Помимо этих основных сорбентов используется огромное количество природных и искусственных фильтрующих материалов, которые, по большому счету, принципиально новых технологических решений в очистку воды не вносят.

Непосредственное использование фильтрующего материала определяется, как правило, территориальным (применяются фильтрующие материалы, характерные для данного региона), экономическим (привозные, а особенно импортные фильтрующие материалы дороги) и практическим (используют фильтрующий материал способный решить конкретную задачу) факторами. Так, успешно применяемые в Германии фильтрующие материалы Birm, в США - Manganese Greensand, в Австралии - Quantum DMI-65 зачастую не пригодны для очистки воды Сибирского регионы до нормативных требований. Тем не менее, чаще всего на территории РФ (из импортных фильтрующих загрузок) применяют глаутонитовый зеленый песок (Manganese Greensand). Главным недостатком использования Manganese Greensand, кроме цены, является тот факт, что в процессе его

эксплуатации требуется предварительное активирование его поверхности обработкой перманганатом калия [30].

Среди неорганических фильтрующих материалов в России широко применяется кварцевый песок, который может иметь различную величину зерен. От размера зерна будет зависеть как скорость фильтрования, так и достигаемый при этом эффект: чем крупнее зерна песка, тем больше производительность фильтрующей загрузки и, вместе с тем, меньше ее фильтрующая способность. Также широко используются глинистые фильтрующие материалы (бентонитовые глины), цеолиты, шунгит, горелая порода и другие природные материалы.

Любой применяемый фильтрующий материал должен обладать высокой механической прочностью, так как при существенном истирании срок службы сорбента будет очень незначительным в связи с чем, механическая прочность - является важным показателем качества фильтрующего материала. Если происходит истирание или измельчение и уплотнение материала, то произойдет повышение гидравлического сопротивления верхних его слоев и дальнейший разброс по размеру измельченных зерен. Нужно знать, что при этом будет теряться дорогостоящий фильтрующий материал. Стоит также отметить, что механическую прочность фильтрующих материалов оценивают по двум показателям — это истираемость и измельчаемость.

Основу для многих современных минеральных фильтров составляют: шунгит [31-33] и цеолит [34-36]. Первым в этом списке стоит шунгит, который известен с давних времен своими уникальными свойствами, но лишь в наши дни стал широко доступен. Значительное его распространение сегодня обусловлено активными разработками единственного в мире месторождения шунгита, находящегося в Карелии. Фильтры на основе шунгита очищают воду от соединений бора, железа, лития, цинка, меди, свинца, калия, магния, а также от взвешенных частиц. Он удаляет запах и способен улучшить цветность воды, уничтожает вирусы и вредные бактерии.

Следует упомянуть о том, что картриджи для фильтров на основе шунгита можно использовать достаточно долго, так как шунгит, после правильной регенерации, можно использовать многократно. Вместе с тем, положительные характеристики шунгита преувеличены, вероятно, в рекламных целях.

Цеолит является природным алюмосиликатом и благодаря своей пористой структуре отличается хорошими ионообменными свойствами [37]. Цеолит - это сорбент, который способен селективно сорбировать фенолы, аммиак, сероводород, пестициды и тяжелые металлы. Он также незаменим, когда необходимо очистить воду от таких неорганических примесей, как нитраты и нитриты, хлориды, тяжелые нерадиоактивные и радиоактивные металлы (никель, кобальт, медь, магний, кадмий и многие другие). Кроме того, картриджи для фильтров с использованием цеолита заметно снижают жесткость воды. Использование цеолита в фильтрах намного эффективнее, чем того же кварцевого песка, поскольку цеолит не только улучшает качество воды, но и заметно ускоряет сам процесс фильтрования, что немаловажно в бытовых условиях, когда чистая вода требуется постоянно. Фильтры на основе цеолита примечательны еще и тем, что поры цеолита хорошо сорбируют вредные вещества, но не вступают в реакцию с витаминами, аминокислотами и белками, которые полезны для организма. Цеолит сорбирует ненужное, но оставляет нетронутым все самое полезное. Вместе с тем, природные цеолиты имеют ряд недостатков, среди которых основным является низкая химическая стабильность, обуславливающая их разрушение в водных средах даже при незначительных отклонениях водородного показателя в кислую или щелочную область. Искусственные цеолиты свободны от этого недостатка и, как в России, так и за рубежом ведутся исследования по получению синтетических титаносиликатов [38—40], основное место среди которых занимает класс щелочных титаносиликатов каркасного строения с общим названием ЕТБ. Тем не менее, природные

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Смирнова, Валентина Владимировна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2012 году». - М.: НИА-Природа, 2013. -370 с.

2. Постановление Правительства РФ от 22.12.2010 № 1092 «О федеральной целевой программе «Чистая вода» на 2011 - 2017 годы». -Собрание законодательства РФ", 24.01.2011, №4, ст. 603.

3. Государственная программа «Чистая вода» // ЭКОСинформ: Федеральный вестник экологического права. - 2009. - №6.

4. Руководство по контролю качества питьевой воды. Т.1: Рекомендации: пер. с англ. - 2-е изд. М.; Женева: ВОЗ, 1994. - 256 с.

5. Руководство по контролю качества питьевой воды. Т.2: Гигиенические критерии и другая релевантная информация: М.; Женева: ВОЗ, 1987. -325 с.

6. Адам A.M. Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири / A.M. Мамин, Р.Г. Мамин. -2-е изд. - М.: НИА-Природа, 2001.-172 с.

7. Патент РФ № 2496570 «Способ получения сорбента для очистки воды от ионов железа и марганца» от 27.10.2013 г., B01J20/06 / Ильин А.П., Смирнова В.В.

8. Заявка на патент РФ №2014106565 «Способ получения полифункционального сорбента на основе диоксида титана» МПК B01J 20/06 от 20.02.2014 г./Ильин А.П., Смирнова В.В.

9. Кроик A.A. Очистка сточных вод с применением природных сорбентов / A.A. Кроик, О.Н. Шрамко, Н.В. Белоус // Химия и технология воды. - 1999. -№ 3. - С. 310.

10. Онищенко, Г. Г. Влияние состояния окружающей среды на здоровье населения. Нерешенные проблемы и задачи / Г. Г. Онищенко // Гигиена и санитария. - 2003. - № 1. - С. 3.

И. Скороходов В.Ф. Решение проблемы очистки сточных вод промышленных предприятий от многокомпонентных загрязнений / В.Ф. Скороходов, С.П. Месяц, С.П. Остапенко // Горный журнал. - 2010. - № 9. -С. 106.

12. Веницианов Е.В. Роль процессов сорбции в окружающей среде / Е.В. Веницианов // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2007. — Т.7. -№6.-С. 926.

13. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды / А.Д. Смирнов. - Л.: Химия, 1982.- 168 с.

14. Алыков Н.М. Сорбционное удаление из воды ионов тяжелых металлов / Н.М. Алыков, А.В. Павлова, Нгуэн Кхань Зуй // Безопасность жизнедеятельности. - 2010. — № 4. — С. 17.

15. Когановский A.M. Адсорбционная технология очистки сточных вод / A.M. Когановский, Т.М. Левченко, И.Г. Рода, P.M. Марутовский. - Киев: Техника, 1991.- 175 с.

16. Климов Е.С. Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод / Е.С. Климов, М.В. Бузаева. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 201 с.

17. Ахмадеева В.Я. Физико-химические методы и основные теоретические принципы адсорбционной очистки сточных вод / В.Я. Ахмадеева, Н.В. Савина. - М.: ЦНИИ «Электроника», 1975. - 60 с.

18. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники / Н.В. Екльцев. - М.: Химия, 1984.-591 с.

19. Глазкова Е.А. Извлечение нефтепродуктов из водных сред многослойными фильтрами: автореф. дис...канд. тех. наук: 02.00.13 / Глазкова Елена Алексеевна. - Томск, 2005. — 25 с.

20. Хванг С.Т. Мембранные процессы разделения / С.Т. Хванг. - М.: Химия, 1981.-176 с.

21. Шапошник В.А. Мембранная электрохимия / В.А. Шапошник // Соросовский Образовательный Журнал. - 1999. -№ 3. - С. 71.

22. Прохоров Ф.Г. Опыт применения анионитов на обессоливающих установках электростанции / Ф.Г. Прохоров, A.M. Прохорова // Теплоэнергетика. - 1963. - №3. - С. 7.

23. Славинская Г.В. Анализ работы установок ионообменного обессоливания природных вод / Г.В. Славинская, Л. А. Зеленева, Н.С. Кузнецова // Теория практика сорбционных процессов. Межвузовский сборник научных трудов. - Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1983. -Вып. 16.-С. 101.

24. Грановская Г. JI. Получение особо чистой воды из вод, содержащей значительные количества органических веществ / Г.Л. Грановская, A.A. Мазо, В.П. Мелешко // Проблемы получения особо чистой воды. - Воронеж: Изд-во Воронежского уа-та. -1971. -С. 38.

25. Куренков В. Ф. Полиакриламидные флокулянты / В.Ф. Куренков // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №7. — С. 57.

26. Behf S. Effect of partical size on flocculation / S. Behf, B. M. Moudgit, T. S. Prakash//J. Coll. Interface Sei.- 1993.-Vol. 158.-P. 511.

27. Милушкин В.M. Сорбционные процессы извлечения примесей тяжелых металлов из воды при действии ультразвука в кипящем слое доломита / В.М. Милушкин, А.П. Ильин // Сорбционные и хроматографические процессы. -2009. -Т. 9. -Вып. 2. - С. 308.

28. Фрог Б.Н. Водоподготовка / Б.Н. Фрог, А.П. Левченко. - М.: МГУ, 1996.-680 с.

29. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования / Б. Е. Рябчиков. — М.: ДеЛипринт, 2004. - 328 с.

30. Гончиков В.Ч. Фильтрующий материал для очистки воды от железа, марганца и сероводорода / В.Ч. Гончиков, О.В. Губайдулина, A.C. Каминская, A.C. Алкарьян // Известия Томского политехнического университета. - 2012. - Т. 320. - №3. - С. 37.

31. Панов П.Б. Использование шунгитов для очистки питьевой воды / П.Б. Панов, А.И. Калинин, Е.Ф. Сороколетова. - Петрозаводск: Карельский науч. центр РАН, 2007. - 103 с.

32. Мосин О.В. Новый природный минеральный сорбент - шунгит / О.В. Мосин // Сантехника. - 2011. - № 3. - С. 34.

33. Мосин О.В. Природный фуллеренсодержащий минеральный сорбент шунгит в водоподготовке и водоочистке / О.В. Мосин, И.Р. Игнатов // Чистая вода: проблемы и решения. - 2012. - №6. — С. 109.

34. Евдокимова В. А. Влияние модифицирования катионами на адсорбционные свойства клиноптилолита / В.А. Евдокимова, Л.П. Карацуба, С.В. Ланкин // Извести Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. - 2010. - № 122. - С. 15.

35. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита / Д. Брек. - М.: Мир, 1976. — 781с.

36. Тарасевич Ю.И. Природные цеолиты в процессах очистки воды / Ю.И. Тарасевич // Химия и технология воды. - 1988. - Т. 10. - № 3. - С. 210.

37. Амфлет Ч. Неорганические иониты / Ч. Амфлет. -М.: Мир, 1966, -188с.

38. Chaptman D.M. Synthesis, characterization and crystal chemistry of microporous titanium-silicate materials / D.M. Chaotman, A.I. Roe // Zeolites. -1990,-Vol. 10.-P. 730-737.

39. Герасимова Л.Г. Технология сфенового концентрата с получением титановых солей / Л.Г. Герасимова, М.В. Маслова, Е.С. Щукина // Химическая технология. - 2008. - № 6. - С. 241-244.

40. Lu L. A reinforced study on the synthesis of microporoustitanosilicate ETS-10 / L. Lu, F. Su, X.S. Zhao // Micropor. Mezpor. Mat. - 2004. - Vol. 76. - P. 113122.

41. Вахнин И.Г. Кондиционирование опресненной дистилляцией воды / И.Г. Вахнин, В.И. Максин, Ю.А. Рахманин: под общ. ред. А.Т. Пилипенко. -Киев: Наукова Думка, 1990. - 248 с.

42. Годнева М.М. Химия подгруппы титана: сульфаты, фториды, фторсульфаты из водных сред / М.М. Годнева, Д.А. Мотов. - М.: Наука, 2006. - 302 с.

43. Горощенко Я.Г. Химия титана / Я.Г. Горощенко. - Киев: Наукова Думка, 1970.-415 с.

44. Локшин Э.П. Об очистке от фтора сточных вод, содержащих комплексные фториды алюминия и кремния / Э.П. Локшин, М.Л. Беликов // Журнал прикладной химии. - 2008. - Т. 81. - № 2. - С.177-181.

45. Локшин Э.П. О переработке сфенового концентрата / Э.П. Локшин, Т.А. Седнева, В.Т. Калинников // Химическая технология. - 2008. - № 1. - С. 30-36.

46. Мамченко A.B. Исследование эффективности коагулянтов на основе титана при очистке воды / A.B. Мамченко, Н.Г. Герасименко, И.И. Дешко, Т.А. Пахарь // Химия и технология воды. - 2010. - Т. 32. - № 3. - С. 309-323.

47. Стремилова H.H. Концентрирование примесей при изучении природных водных объектов / H.H. Стремилова, И.В. Викторовский, В.В. Зигель // Журнал общей химии РАН. - 2001. - Т. 71. - № 1. - С. 21-24.

48. Марченко Л.А. Сорбционная доочистка сточных вод / Л.А. Марченко, Т.Н. Боковикова, A.C. Шабанов // Ж. «Экология и промышленность России», октябрь. - 2007. - С. 53-55.

49. Шефер К.И. Особенности реальной структуры псевдобемитов: нарушения структуры и упаковки слоев, связанные с кристаллизационной водой / К.И. Шефер, C.B. Черепанова, Э.М. Мороз, Е.Ю. Герасимов, C.B. Цыбуля // Журнал структурной химии. - 2010. - Т. 51. - № 1. - С. 137-147.

50. Назаренко О.Б. Электровзрывные нанопорошки: получение, свойства, применение / под.ред. А.П. Ильина. - Томск: Изд-во Том. политех.ун-та, 2005. -148 с.

51. Яворовский H.A. Получение нановолокон окосогидроксида алюминия из порошков металлического алюминия / H.A. Яворовский, Г.Г. Савельев,

А.И. Галанов, J1.H. Шиян и др. // Перспективные материалы. - 2008. - № 4. -С. 74-80.

52. Бакина О.В. Взаимодействие нанопорошка алюмонитридной композиции с водой в изотермических условиях / О.В. Бакина, Е.А. Глазкова, A.C. Ложкомоев и др. / Нанотехника. - 2001. — № 1. — С. 55-58.

53. Савельев Г.Г. Адсорбционная способность наноразмерного волокнистого оксида алюминия / Г.Г. Савельев, Т.А. Юрмазова, А.И. Галанов, C.B. Сизов и др. // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 1. - С. 102-107.

54. Грязнова E.H. Структура и свойства нановолокон АЮОН, модифицированных ионами марганца / E.H. Грязнова, Л.Н. Шиян, H.A. Яворовский // Известия Томского политехнического университета. — 2012. -Т. 321. -№3.- С. 46-49.

55. Лучинский Г.П. Химия титана / Г.П. Лучинский. - М.: Химия, 1971. -471 с.

56. Кострикин A.B. ИК-спектр гидратированного диоксида титана / A.B. Кострикин, Р.В. Кузнецова, О.В. Косенкова и др. // Вопросы современной науки и практики. - 2007. - № 2 (8). - С. 181-186.

57. Танабе К. Твердые кислоты и основания./ Пер.с англ. канд.хим.наук. A.A. Кубасова и канд. хим.наук Б.В. Романовский / Под ред. проф. К.Ф. Топчиевой, М.: Мир, 1973. - 184 с.

58. Захарова Н.В. Эволюция донорно-акцепторных центров поверхности сегнетоэлектриков при диспергировании / Н.В. Захарова, М.М. Сычев, В.Г. Корсаков, C.B. Мякин // Конденсированные среды и состояния. - 2011. - Т. 13.-№ 1. - С.56-62.

59. Чукин Г.Д. Гидратный покров и активные центры поверхности двуокиси титана / Г.Д. Чукин, C.B. Хрусталев // Журнал физической химии. -1973. - Т.40. - № 8. - С. 2055-2058.

60. Бойчинова Е.С. Сорбция анионов и некоторых органических перекисей гидратированными диоксидами циркония, титана и олова / Е.С. Бойчинова,

Т.С. Бондаренко, Н.В. Абовская, М.М. Колосова // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2010. - Т. 10. - Вып. 2. - С. 314-324.

61. Shao Xiong Qian. Phenol Degradation by Ti02 Nanotubes Film Electrode Electrocatalytic Technology / Xiong Qian Shao, Yanni Gao, Ge Ling Lin, Jie Cao Ni, Yang Ping Wu, Yi Zhang. // Advanced Materials Research. - 2012. - Vol. 610. -P. 1756-1759.

62. Yi Zhang. Phenol Degradation by Ti02photocatalysts combined with different pulsed discharge systems / Yi Zhang, Jiani Lu, Xiaoping Wang // Journal of Colloid and Interface Science. - 2013. - Vol. 409. - P. 104-111.

63. Долматов Ю.Д. Определение химически связанных ОН-групп в гидратированныой двуокиси титана / Ю.Д. Долматов, Т.Л. Рогачевская // Журнал прикладной химии. - 1973. - Т. 46. - № 5. -С. 964-967.

64. Давыдов А.А. Состояние поверхности двуокиси титана по данным ИК-спектроскопии / А.А. Давыдов // Адсорбция адсорбенты. - 1977. - № 5. - С. 83-89.

65. Плетнев Р.В. Гидратированные диоксиды элементов IVhV групп / Р.В. Плетнев. - М.: Наука, 1986. - 160 с.

66. Первушин В.Ю. // Журнал неорганической химии. - 1985. - Т. 30. — Вып. 4. - С.855.

67. Рамбиди Н.Г. // Журнал неорганической химии. - 1984. - Т. 29. - Вып. 3. - С.2009.

68. Угай Я.А. Введение в химию полупроводников / Я.В. Угай. - М.: Высш. школа, 1975. - 302 с.

69. Герасименко Ю.В. Синтез и свойства тонких пленок диоксида титана / Ю.В. Герасименко, В.А. Логачёва, A.M. Ховив // Конденсированные среды и межфазные границы. -2010. -Т. 12.-№2.-С. 113-118.

70. Pratim Biswas. Control of Toxic Metal Emissions from Combustors Using Sorbents: A Review / Pratim Biswas, Chang Yu Wu // Journal of the Air & Waste Management Association. - 1998. - Vol. 48. - P. 113-127.

71. Стайлз Элвин Б. Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика / Пер. с англ. JI.A. Абрамовой / Под ред. А. А. Слинкина. - М.: Химия, 1991. -240 с.

72. Дементий А.В. Зависимость толщины и пористости слоя титана (IV) оксида, получаемого методом толстослойного анодирования, от состава активатора / А.В. Дементий, А.Н. Бутенко, А .Я. Лобойко // Вюник НТУ «ХП1». - 2013. - № 64 (1037). - С.29-33.

73. Anders Hagfeldt. Light-Induced Redox Reactions in Nanocrystalline Systems / Anders Hagfeldt, Michael. Graetzel. // Chem. Rev. - 1995. - Vol. 95 (1). -P. 49-68.

74. Ollis D. Photocatalytic Purification of Water and Air / D. Ollis, H. Al-Kaabi // Amsterdam: Elsevier, 1993. - 432 p.

75. Xu M. Photoexcited ТЮ2 nanoparticles through OH-radicals induced malignant cells to necrosis / M. Xu; N. Huang; Z. Xiao; Z. Lu // Supramol. Sci. -1998.- Vol. 5.-P.449-451.

76. Хороших B.M. Пленки диоксида титана для фотокатализа и медицины / В.М. Хороших, В.А. Белоус // Ф1П ФИП PSE. - 2009. - Т. 7. - № 3. - С. 223 -238.

77. Kim В. Bactericidal effect of ТЮ2 photocatalyst on selected food-borne pathogenic bacteria / B. Kim, D. Kim, D. Cho, S. Cho // Chemosphere. - 2003. -Vol. 52(1).-P. 277-281.

78. Булычев H.A. Наноструктурные основы взаимодействий высокомолекулярных соединений с межфазной поверхностью в дисперсных системах под действием ультразвука: автореф. дис...доктор хим. наук: 02.00.04, 02.00.06 / Николай Алексеевич Булычев. - М., 2011. - 421 с.

79. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления / А.И. Русанов. - Изд-во Химия, Ленинградское отделение, 1967. - 388 с.

80. Чмиленко Ф.А. Использование ультразвука в химическом анализе / Ф.А. Чмиленко, А.Н. Бакланов, Л.П. Сидорова, Ю.М. Пискун // Журнал аналитической химии. - 1994. - Т. 49. - № 6. - С. 550-556.

81. Промтов М.А. Перспективы применения кавитационных технологий для интенсификации химико-технологических процессов / М.А. Промтов // Вестник ТГТУ. - 2008. - Т. 14. - № 4. - С. 861-869.

82. Букатый В.И. Измерение физико-химических характеристик воды при различных физических воздействиях с учетом переходных процессов / В.И. Букатый, П.И. Нестерюк // Ползуновский вестник. - 2010. - № 2. - С. 60-65.

83. Маргулис М.А. Основы звукохимии / М.А. Маргулис. - М.: Высшая школа, 1984. - 272 с.

84. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция / М.А. Маргулис. - М.: Химия, 1986. - 286 с.

85. Muralidhara Н. S., Hampel Н. // Drying Technol. - 1988. - Vol. 6. - № 3. -P. 535-539.

86. Бакланов A.H. Ультразвуковое разрушение комплексов металлов с органическими веществами, содержащимися в минерализованных водах, рассолах и растворах / А.Н. Бакланов, А.П. Авдеенко, Н.И. Евграфова, Ф.А. Чмиленко // Журнал аналитической химии. — 2007. - Т. 62. - № 6. — С. 575582.

87. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / Ю.Г. Фролов. — М.: Химия, 1988. - 464 с.

88. Калверт Дж., Питтс Дж. Фотохимия / Пер. с англ. канд. физ.-мат. наук Р. Н. Нурмухаметова, канд. хим. наук М. Г. Кузьмина, канд. хим. наук Б. М. Ужинова / Под ред. докт. физ.-мат. наук Р. Ф. Васильева - М.: Изд-во Мир, 1968.-672 с.

89. Накамото, К. ИК спектры и спектры KP неорганических и координационных соединений: монография / К. Накамото; пер. с англ. JI.B. Христенко, под ред. Ю.А. Пентина. - М.: Мир, 1991. - 536 с.

90. Наканиси, К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. Практическое руководство / К. Наканиси; пер. с англ. под ред. A.A. Мальцева. -М.: Мир, 1965. - 216 с.

91. Беллами, Л. Дж. Инфракрасные спектры сложных молекул / Л. Дж. Беллами; пер. с англ. под ред. Ю.А. Пентина. - М.: Изд-во Иностранной литературы, 1963. - 592 с.

92. Шестак, Я. Теория термического анализа: Физико-химические свойства твердых неорганических веществ / Я. Шестак. - М.: Мир, 1987. - 456 с.

93. Уэндландт, У. Термические методы анализа / У. Уэндландт; пер. с англ. В.А. Степанов, В.А. Берштейн. - М.: Мир, 1978. - 527 с.

94. Зигбан, К. Электронная спектроскопия / К. Зигбан, К. Нордлинг; пер. с англ. - М.: Мир, 1973. - 493 с.

95. Дёрффель, К. Статистика в аналитической химии / К. Дёрффель; пер. снем. Л.Н. Петровой, под ред. Ю.П. Адлера. - М.: Мир, 1994. - 268 с.

96. ГОСТ 4011-72 Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа. - М.: Стандартинформ, 2008. - 7 с.

97. ГОСТ 4974-72 Вода питьевая. Методы определения ..содержания марганца. - М.: Стандартинформ, 2001. - 6 с.

98. ПНД Ф 14.1.46-96 Методика выполнения измерений массовой концентрации никеля в сточных водах фотометрическим методом с диметилглиоксимом. - М.: Стандартинформ, 2004. - 9 с.

99. Крешков, А.П. Основы аналитической химии. Физико-химические (инструментальные) методы анализа / А.П. Крешков. - М.: Химия, 1970. -472 с.

100. Алексеев, В.Н. Количественный анализ / В.Н. Алексеев. — 4-е изд., перераб. - М.: Химия, 1972. - 254 с.

101. Бабко, А.К. Физико-химические методы анализа / А.К. Бабко, А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий, О.П. Рябушко. - М.: Книга по Требованию, 2012.-336 с.

102. Харлот, Г. Методы аналитической химии: количественный анализ неорганических соединений / Г. Харлот; под.ред. Ю.Ю. Лурье. - М.: Химия, 1969.-1204 с.

103. ГОСТ 23268.17-78 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения хлорид-ионов. -М.:Стандартинформ, 1983. - 5 с.

104. ПНД Ф 14.1 ;2.105-97 Методика выполнения измерений массовой концентрации летучих фенолов в природных и очищенных сточных водах фотометрическим методом, 1997. - 11 с.

105. РД 52.24.488-2006 Массовая концентрация летучих фенолов в водах. Методика выполнения измерений экстракционно-фотометрическим методом после отгонки с паром, 2006. - 7 с.

106. Ханова Е.А. Исследование параметров пористой структуры диоксида титана, полученного электрохимическим синтезом на переменном токе / Е.А. Ханова, В.В. Коробочкин // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306. - № 4. - С. 86-91.

107. Смирнова В.В. Получение нанопорошков гидроксидов и оксидов титана (IV) путем электролиза / В.В. Смирнова, О.Б. Назаренко // Новые материалы, химические технологии и реагенты для промышленности, медицины и сельского хозяйства на основе нефтехимического и возобновляемого сырья: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2011. - С. 267 -270.

108. Смирнова В.В. Применение оксидов и гидроксидов титана для очистки питьевой воды / В.В. Смирнова, О.Б. Назаренко // Перспективы развития фундаментальных наук: Труды VIII международной конференции студентов и молодых ученых. - Томск: ТПУ, 2011. - С. 383-385.

109. Смирнова В.В., Назаренко О.Б. Разработка технологии для очистки и обеззараживания питьевой воды в чрезвычайных ситуациях титана // Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность: Материалы XVIII Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во «СПБ Графике», 2012. - С. 342-345.

110. Смирнова В.В. Получение сорбентов на основе диоксида титана / В.В. Смирнова, О.Б. Назаренко // Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность: Материалы XVII Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во «СПБ Графике», 2011. - С. 333-334.

111. Смирнова В.В. Разработка технологии получения нанопористого сорбента на основе диоксида титана для очистки питьевой воды / В.В. Смирнова, П.В. Божко (Абрамова), Т.В. Коновчук // Современные техника и технологии: Сборник трудов XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 3 т, Томск, 9-13 Апреля 2012. - Томск: ТПУ, 2012. - Т. 3. - С. 393-394.

112. Смирнова В.В. Нанопористый диоксид титана - эффективный сорбент растворимых примесей тяжелых металлов / В.В. Смирнова // Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества: Сборник материалов III Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы, Москва, 28 Мая - 01 Июня 2012- Москва ИМЕТ РАН, 2012. - С. 534-535.

113. Шульга Ю.М. Термостимулированные превращения в брукитсодержащих нанопорошках ТЮг, полученных гидролизом TiCLt / Ю.М. Шульга, Е.Н. Кабачков, Д.В. Матюшенко и др. // Журнал технической физики. - 2011. - Т. 81. - Вып. 1. - С. 101-105.

114. Смирнова В.В. Термическая устойчивость диоксида титана после обработки ультразвуком и постоянным электрическим полем в средах с различным значением водородного показателя / В.В. Смирнова, О.Б. Назаренко, А.П. Ильин, А.И. Черепанова // Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы (VI Ставеровские чтения): Труды всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Красноярск, 9-12 Сентября 2012. - Красноярск: СФУ, 2012. - С. 74-75.

115. Смирнова В.В. Термическая устойчивость поверхностных соединений диоксида титана после обработки в среде различных электролитов /В.В.

Смирнова, А.П. Ильин, О.Б. Назаренко // Огнеупоры и техническая керамика. -2013.-№ 1-2.-С. 33-38.

116. Рогов Г.М. Проблемы использования природных вод бассейна реки Томи для хозяйственно-питьевого водоснабжения / Г.М. Рогов, В.К. Попов. -Томск: Изд-во ТГАСУ, 2003. - 218 с.

117. Льготин В.А.. Проблемы рационального использования, восстановления и охраны водных объектов Томской области / В.А. Льготин, Ю.В. Макушин, О.Г. Савичев // Вестник Томск, гос. ун-та. - 2003. -№ 3 (IV, приложение). - С. 140-142.

118. Льготин В.А. Пресные подземные воды Томской области: ресурсы, качество и использование / В.А. Льготин, Ю.В. Макушин, О.Г. Савичев, С.Л. Шварцев // Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевого комплекса и производительных сил Томской области: Материалы научно-практической конференции, Томск, 26.11.2004. - Новосибирск: ИГНГ СО РАН, 2004.-С. 208-209.

119. Савичев О.Г. Влияние болот на гидрохимический сток в бассейне Средней Оби (в пределах Томской области) / О.Г. Савичев // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - № 3. - С. 47-50.

120. Иванов И.С. Химический состав питьевых подземных вод Юго-Западной части Томской области / И.С. Иванов, O.E. Лепокурова // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - Т. 318. - С. 145-149.

121. Volmer M. Die Kenetik der Phasen Bildung / M. Volmer // Zeit Electrochem. - 1999. - Vol. 40. - № 1. - P. 65-81.

122. Бахчисарайцьян Н.Г. Практикум по прикладной электрохимии: Учеб. пособие для вузов / Н.Г. Бахчисарайцьян, Ю.В. Борисоглебский, Г.К. Буркат, В.Н. Варыпаев. - Л.: Химия, 1990. - 304 с.

123. Guixia Zhao. Kinetic and thermodynamic study of 1-naphthol adsorption from aqueous solution to sulfonated graphene nanosheets / Guixia Zhao, Jiaxing Li, Xiangke Wang // Chemical Engineering Journal. - 2011. - Vol. 173. - P. 185190.

124. Смирнова B.B. Влияние условий приготовления и ультразвуковой обработки диоксида титана на его сорбционную активность / В.В. Смирнова, О.Б. Назаренко // Перспективы развития фундаментальных наук: Сборник научных трудов IX Международной конференции студентов и молодых ученых, Томск, 24-27 Апреля 2012. - Томск: ТПУ, 2012. - С. 482-484.

125. Смирнова В.В. Влияние структуры, свойств и обработки поверхности на сорбционную активность диоксида титана [Электронный ресурс] / В.В. Смирнова // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 5. -Режим доступа: URL: www.science-education.ru/105-6958.

126. Smirnova V. The Use of Titanium Dioxide in the Process of Water Purification / V. Smirnova, O. Nazarenko, A. Ilyin // 7th Internation Forum on Strategic Technology (IFOST - 2012): Proceedings: in 2 vol., Tomsk, September 18-21,2012.- Tomsk: TPU Press, 2012. -Vol. l.-P. 196-199.

127. Смирнова В.В. Влияние обработки диоксида титана на сорбцию растворимых примесей железа и марганца [Электронный ресурс] / В.В. Смирнова, А.И. Черепанова // Исследования и метрология функциональных материалов: Сборник материалов V Школы-семинара сети центров коллективного пользования научным оборудованием. - Томск: Изд-во Том. Ун-та,2012.-С. 215-220.

128. Смирнова В.В. Исследование структурных и термических свойств диоксида титана, разработка сорбентов на его основе / В.В. Смирнова // Итоги диссертационных исследований: Материалы IV Всероссийского конкурса молодых ученых. - Москва: РАН, 2012. - Т. 3. - С. 53-64.

129. Смирнова В.В. Влияние постоянного электрического поля на сорбционные свойства диоксида титана [Электронный ресурс] / В.В. Смирнова, А.П. Ильин // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 6 (часть 6). - Режим доступа: URL: www.rae.ru/fs/?section=content &ор= show _article&article_id=l 0000952.

130. Черкинский Ю.С. Химия полимерных неорганических вяжущих веществ / Ю.С. Черкинский. - JL: Химия, 1967. - 224 с.

131. Коренькова С.Ф. Основа и концепция утилизации химических осадков промстоков в стройиндустрии / С.Ф. Кореньков, Т.В. Шеина. - Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. - Самара, 2004. - 203 с.

132. Просанов И.Ю. Комплексное соединение поливиниловый спирт -титановая кислота/оксид титана / И.Ю. Просанов // Физика твердого тела. -2003. - Т. 55. - Вып. 2. - С. 405-408.

133. Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата / М.Э. Розенберг. -Л.: Химия, 1983.-176 с.

134. Ушаков С.Н. Поливиниловый спирт и его производные: в 2 т. / С.Н. Ушаков. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 552 с.

135. Николаев А.Ф. Водорастворимые полимеры А.Ф. Николаев, Г.И. Охрименко. - Л.: Химия, 1979. - 144 с.

136. Puri D.M. Derivatives of titanium with compounds having bidentate ligands: II. Reactions of titanium alkoxides with methyl acetoacetate / D.M. Puri, R.C. Mehrotra // Journal of the Less Common Metals. - 1961. - Vol. 3. -P. 253-258.

137. Ulrich S. Chemical modification of titanium alkoxides for sol-gel processing / S. Ulrich // J. Mater. Chem. - 2005. - Vol. 15. - P. 3701-3715.

138. Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке на территории Томской области в 2011 году», 2011. - 193 с.