апрель 2019

Селективні сорбційні матеріали на основі глинистих мінералів


Бахмацька К. Г. , Пилипенко Ігор Володимирович Пилипенко І. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Бахмацька К. Г., Пилипенко І. В. Селективні сорбційні матеріали на основі глинистих мінералів / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 65


Неналежне зберігання значних об’ємів промислових відходів різних виробництв призводить до значного забруднення водного середовища важкими металами та радіонуклідами. Для очищення забруднених вод від важких металів застосовують ряд методів, однак, одними з найефектив-ніших є сорбційні методи. У якості адсорбційних матеріалів застосовують неорганічні сполуки заліза, олова, цирконію, титану та інших металів. Перспективним напрямком є розробка сорбційних матеріалів на основі шаруватих силікатів, які мають розвинену питому поверхню та досить високу катіонно-обмінну ємність. Одним з методів модифікування є інтеркаляція поліядерних гідроксокомплексів металів у міжпакетний простір глинистих мінералів. Результатом такої взаємодії є мікро-мезопоруваті матеріали, які мають вищу питому поверхню та кращі сорбційні властивості у порівнянні з вихідним мінералом.

Метою роботи був синтез адсорбентів на основі монтморилоніту Черкаського родовища (Україна) та поліядерних та гетерополіядерних гідроксокомплексів цирконію, заліза та алюмінію для вилучення важких металів з водних розчинів.

Для синтезу зразків інтеркальованих монтморилонітів відповідний об’єм 0,5 М розчину гідрокарбонату натрію додавали до розчину хлориду алюмінію при швидкому перемішуванні на магнітній мішалці, витримували 3 години при 70ºС та додавали 0,1М розчин оксохлориду цирконію (Al:Zr = 1:1). До отриманого розчину додавали 2% суспензію монтмори-лоніту (5 ммоль металу на 1 г мінералу) та витримували 60 хвилин при перемішуванні. Осад відділяли, промивали дистильованою водою та висушували при 120ºС. Zr-інтеркальований монтморилоніт готували аналогічним чином але без додавання розчину поліядерних комплексів алюмінію та заліза. Зразки Fe-інтеркальованого мінералу готували аналогічним чином, але без додавання розчину поліядерних комплексів цирконію.

Дослідження показують, що монтморилоніт інтеркальований поліядерними (Al, Zr, Fe) та гетерополіядерними (Al/Zr, Al/Fe) гідроксо-комплексами металів має значно кращі сорбційні властивості щодо вилучення аніонних форм токсикантів. При цьому, для випадку хромат-аніонів, спостерігається збільшення величини сорбційної ємності у 25 разів (до 450 мкмоль/г) та величини константи адсорбційної рівноваги (за Ленгмюром) до 26 (до 16 мл/мкмоль) разів у порівнянні з вихідним монтморилонітом.