Очищення забруднених вод від сполук Cr та U з використанням стовпчастих Al- і Al/Fе-глин

Проведено комплексне дослідження адсорбційних властивостей глинистих мінералів, модифікованих полігідроксокомплексами (ПГК) заліза й алюмінію відносно видалення іонів важких металів з водного середовища. Для встановлення особливостей зміни структури інтеркальованих мінералів було використано методи рентгенівської дифракції, адсорбції азоту з розрахунками питомої поверхні та розподілу пор за розмірами й адсорбції іонів хрому (VI) та урану (VI) з водних розчинів при різних значеннях рН. Введення ПГК алюмінію та заліза в структуру мінералу збільшують міжшаровий простір і питому поверхню матеріалу. Показано, що інтеркальований монтморилоніт ПГК алюмінію та заліза має значно вищі адсорбційні властивості, ніж вихідний мінерал, і адсорбція хрому (VI) та урану (VI) відбувається за рахунок механізму комплексоутворення з гідроксильними групами, який істотно залежить від рН розчину. Для ізотерм адсорбції розраховані коефіцієнти емпіричних рівнянь Ленгмюра та Фрейндліха. На основі дослідження встановлено високу ефективність стовпчастих глинистих мінералів щодо вилучення із забруднених вод таких небезпечних токсикантів, як уран і хром у катіонній та аніонній формах.

Рік видання: 
2014
Номер: 
3
УДК: 
544.723.213:544.726
С. 118–123., Іл. 4. Табл. 2. Бібліогр.: 20 назв.
Література: 

1. F. Bergaya et al., Handbook of Clay Science. London: Elsevier, 2006, 1246 р.
2. Фізична хімія кремнезему і нанодисперсних силікатів / Б.Ю. Корнілович, О.Р. Андрієвська, М.М. Племянніков, Л.М. Спасьонова. — К.: Освіта України, 2013. — 178 с.
3. A. Gil et al., Pillared Clays and Related Catalysts. London: Springer Science, 2010, 522 р.
4. D.M. Manohar et al., “Adsorption performance of Alpillared bentonite clay for the removal of cobalt(II) from aqueous phase”, Applied Clay Sci., no. 31, pр. 194—206, 2006.
5. J. Zhou et al., “Polymeric Fe/Zr pillared montmorillonite for the removal of Cr(VI) from aqueous solutions”, Chem. Eng. J., no. 162, pр. 1035—1044, 2010.
6. Guerra D. L. et al., “Adsorptive, thermodynamic and kinetic performances of Al/Ti and Al/Zr-pillared clays from the Brazilian Amazon region for zinc cation removal”, J. of Hazardous Materials, no. 55, pр. 230—242, 2008.
7. R. Yu et al., “Removal of Cd2from aqueous solution with carbon modified aluminum-pillared montmorillonite”, Catalysis Today, no. 139, pр. 135—139, 2008.
8. A. Ramesh et al., “Adsorption of inorganic and organic arsenic from aqueous solutions by polymeric Al/Fe modified montmorillonite”, Separation and Purification Tech., no. 56, pр. 90—100, 2007.
9. P. Wu et al., “Adsorption of Cu—EDTA complexes from aqueous solutions by polymeric Fe/Zr pillared montmorillonite: Behaviors and mechanisms”, Desalination, no. 277, pр. 288—295, 2011.
10. С. Ouellet-Plamondon et al., “Comparison between granular pillared, organo- and inorgano—organo—bentonites for hydrocarbon and metal ion adsorption”, Applied Clay Sci., no. 68, pр. 91—98, 2012.
11. Природоохоронні технології в урановидобувній та переробній промисловості / Б.Ю. Корнілович, О.Г. Сорокін, В.М. Павленко, Ю. Кошик. — К.: [б. в.], 2011. — 156 с.
12. Пилипенко І.В., Маковецький О.Л., Корнілович Б.Ю. Структуроутворення в дисперсіях монтморилоніту за наявності четвертинних амонієвих солей // Наук. вісті НТУУ “КПІ”. — 2013. — № 3. — С. 140—144.
13. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. — Новосибирск: Наука. Сиб. предпр. РАН, 1999. — 470 с.
14. G.W. Brindley and G. Brown, Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-Ray Identification. London: Mineral. Soc., 1980, 496 p.
15. D. Zhao et al., “Preparation, Characterization and surface acidity of hydroxy-Fe-Al pillared clays containing mixedmatal complexes”, Acta Phys. Chim. Sin., no. 9, pр. 336— 344, 1993.
16. M.B. Fritzen et al., “Distribution of hexavalent Cr species across the clay mineral surface—water interface”, J. of Colloid and Interface Sci., no. 296, pр. 465—471, 2006.
17. A.K. Karamalidis and D.A. Dzombak, Surface complexation modeling: gibbsite. London: John Wiley & Sons, 2010, 294 p.
18. M. Kosmulski, Chemical properties of material surfaces. N.Y.: Marcel Dekker, Inc., 2001, 768 p.
19. J.G. Catalano and G.E. Brown, “Uranyl adsorption onto montmorillonite evaluation of binding sites аnd carbonate complexation”, Geochim. Cosmochim. Acta, no. 12, pр. 2995—3005, 2005.
20. Z. Guo et al., “Sorption of U(VI) on goethite: Effects of pH, ionic strength, phosphate, carbonate and fulvic acid”, Applied Radiation and Isotopes, no. 67, pр. 996— 1000, 2009.

Список літератури у транслітерації: 

1. F. Bergaya et al., Handbook of Clay Science. London: Elsevier, 2006, 1246 р.
2. Fizychna khimii͡a kremnezemu i nanodyspersnykh sylikativ / B.I͡u. Kornilovych, O.R. Andrii͡evs′ka, M.M. Plemi͡annikov, L.M. Spas′onova. – K.: Osvita Ukraïny, 2013. – 178 s.
3. A. Gil et al., Pillared Clays and Related Catalysts. Lon¬don: Springer Science, 2010, 522 р.
4. D.M. Manohar et al., “Adsorption performance of Al-pillared bentonite clay for the removal of cobalt(II) from aqueous phase”, Applied Clay Sci., no. 31, pр. 194–206, 2006.
5. J. Zhou et al., “Polymeric Fe/Zr pillared montmorillonite for the removal of Cr(VI) from aqueous solutions”, Chem. Eng. J., no. 162, pр. 1035–1044, 2010.
6. Guerra D. L. et al., “Adsorptive, thermodynamic and ki¬netic performances of Al/Ti and Al/Zr-pillared clays from the Brazilian Amazon region for zinc cation removal”, J. of Hazardous Materials, no. 55, pр. 230–242, 2008.
7. R. Yu et al., “Removal of Cd2 from aqueous solution with carbon modified aluminum-pillared montmoril¬lonite”, Catalysis Today, no. 139, pр. 135–139, 2008.
8. A. Ramesh et al., “Adsorption of inorganic and organic arsenic from aqueous solutions by polymeric Al/Fe mo¬dified montmorillonite”, Separation and Purification Tech., no. 56, pр. 90–100, 2007.
9. P. Wu et al., “Adsorption of Cu–EDTA complexes from aqueous solutions by polymeric Fe/Zr pillared montmo¬rillonite: Behaviors and mechanisms”, Desalination, no. 277, pр. 288–295, 2011.
10. С. Ouellet-Plamondon et al., “Comparison between granular pillared, organo- and inorgano–organo–bento¬nites for hydrocarbon and metal ion adsorption”, Applied Clay Sci., no. 68, pр. 91–98, 2012.
11. Pryrodookhoronni tekhnolohiï v uranovydobuvniĭ ta pererobniĭ promyslovosti / B.I͡u. Kornilovych, O.H. Sorokin, V.M. Pavlenko, I͡u. Koshyk. – K.: [b. v.], 2011. – 156 s.
12. Pylypenko I.V., Makovet͡s′kyĭ O.L., Kornilovych B.I͡u. Strukturoutvorenni͡a v dyspersii͡akh montmorylonitu za nai͡avnosti chetvertynnykh amonii͡evykh soleĭ // Nauk. visti NTUU “KPI”. – 2013. – # 3. – S. 140–144.
13. Karnaukhov A.P. Adsorbt͡sii͡a. Tekstura dispersnykh i poristykh materialov. – Novosibirsk: Nauka. Sib. predpr. RAN, 1999. – 470 s.
14. G.W. Brindley and G. Brown, Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-Ray Identification. London: Mine¬ral. Soc., 1980, 496 p.
15. D. Zhao et al., “Preparation, Characterization and surface acidity of hydroxy-Fe-Al pillared clays containing mixed-matal complexes”, Acta Phys. Chim. Sin., no. 9, pр. 336–344, 1993.
16. M.B. Fritzen et al., “Distribution of hexavalent Cr species across the clay mineral surface–water interface”, J. of Colloid and Interface Sci., no. 296, pр. 465–471, 2006.
17. A.K. Karamalidis and D.A. Dzombak, Surface comple¬xation modeling: gibbsite. London: John Wiley & Sons, 2010, 294 p.
18. M. Kosmulski, Chemical properties of material surfaces. N.Y.: Marcel Dekker, Inc., 2001, 768 p.
19. J.G. Catalano and G.E. Brown, “Uranyl adsorption onto montmorillonite evaluation of binding sites аnd carbonate complexation”, Geochim. Cosmochim. Acta, no. 12, pр. 2995–3005, 2005.
20. Z. Guo et al., “Sorption of U(VI) on goethite: Effects of pH, ionic strength, phosphate, carbonate and fulvic acid”, Applied Radiation and Isotopes, no. 67, pр. 996–1000, 2009.

Текст статтіРозмір
2014-3-19.pdf269.98 КБ