Сорбция ионов Pb2+, Mn2+ на модифицированном бентоните

Саадат Аббас кызы  Мамедова; Вусаля Анвер кызы  Исмайлова; Фахреддин Теймур оглы  Махмудов; Эльмира Мурсал кызы Теймурова; Лейла  Алим кызы  Абдуллаева

doi:10.17308/sorpchrom.2021.21/3831

Саадат Аббас кызы Мамедова Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку
Вусаля Анвер кызы Исмайлова Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку
Фахреддин Теймур оглы Махмудов Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку
Эльмира Мурсал кызы Теймурова Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку
Лейла Алим кызы Абдуллаева Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3831

Ключевые слова: бентонит, адсорбция, ионы тяжелых металлов, марганец, свинец, органобентонит.

Аннотация

В настоящее время проблема загрязнения природной среды становится наиболее значимой во всем мире. Одним из распространенных загрязнителей сточных вод, являются ионы тяжелых металлов (ИТМ), они представляют опасность для окружающей среды. Проблема извлечения ИТМ из сточных вод в настоящее время является актуальной с научной и практической точек зрения. Адсорбционное извлечение ИТМ является одним из способов очистки сточных вод. В последнее время особую роль в создании новых сорбентов с ценными сорбционными свойствами играет модификация легкодоступных, дешевых и перспективных природных алюмосиликатов. Модифицированные алюмосиликатные минералы являются лучшими адсорбентами по отношению к ионам тяжелых металлов и органическим красителям. Монтмориллонит - основной породообразующий минерал глины обладает высокой удельной поверхностью и емкостью катионного обмена, поэтому процессы сорбции на таком природном материале весьма эффективны. Для извлечения тяжелых металлов, в последнее время, широко используются монокатионозамещенные Na⁺-, Ca²⁺-, Ba²⁺-, Fe³⁺-формы монтмориллонита и органобентониты, которые хорошо адсорбируют ионы Cu²⁺, Fe³⁺, Co²⁺, Cd²⁺, Mn²⁺, Pb²⁺, W³⁺, Mo²⁺. Целью работы было изучение структуры природного и модифицированного бентонита, а также адсорбции ионов тяжелых металлов на модифицированном бентоните.

В настоящей работе в качестве адсорбента для сорбции ионов Pb(II), Mn(II) был использован октадециламинобентонит (ОДА-Б). Органобентонит (ОБ) получен на основе природного бентонита путем ионного обмена. Сорбционную способность органобентонита определяли в статических условиях, при 20^оС. Адсорбатами являлись соли свинца(II) и марганца(II) как важнейшие загрязнители сточных вод. Эксперименты проводили на модельных водных растворах, приготовленных из нитратов и сульфатов указанных металлов Pb(NO₃)₂, MnSO₄∙4H₂O. Концентрации ионов металлов в модельных растворах варьировались в диапазоне 0.1-0.5 ммоль/дм³. Изучено влияние времени контактирования, рН-среды на адсорбцию ионов Pb²⁺ и Mn²⁺. Для установления времени химических равновесий сорбции ионов Pb²⁺ и Mn²⁺исследована кинетика сорбции этих ионов. Для установления равновесных состояний сорбции ионов Pb²⁺ и Mn²⁺достаточно 2-3 часа времени. Во всех случаях равновесные концентрации достигается в течение 15-45 мин.

Методом сканирующей электронной микроскопии (СЭM), инфракрасной спектроскопиии и рентгенофазового анализа изучена структура природного и модифицированного бентонита. Установлено, что с увеличением концентрации указанных ионов в растворах в пределах 0.1-0.5 ммоль/дм³ сорбционные емкости использованных сорбентов увеличиваются. Это свидетельствует о том, что органобентонит может служить селективным адсорбентом для извлечения ионов Pb²⁺и Mn²⁺ из сточных вод и жидких отходов. На основании экспериментальных результатов можно сделать вывод что, процесс сорбции указанных ионов на алюмосиликатных сорбентах происходит в основном по ионообменному механизму.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Саадат Аббас кызы Мамедова , Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

к.х.н., доцент Института Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

Вусаля Анвер кызы Исмайлова , Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

мл.н.сот.лаб. «Минеральных сорбентов» Института Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

Фахреддин Теймур оглы Махмудов , Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

д.х.н. зав.лаб. «Синтетических сорбентов» Института Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

Эльмира Мурсал кызы Теймурова , Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

к.х.н., доцент лаб. «Минеральных сорбентов» Института Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

Лейла Алим кызы Абдуллаева , Институт Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

н.сот.лаб. «Минеральных сорбентов» Института Катализа и Неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА, Баку

Литература

Ismajlova V.A., Yagubov A.I., Makhmudov F.T., Muradova N.M. et al., Zhurnal prikladnoj khimii, 2016, Vol. 89, Is. 1, pp. 56-60.

Mamedova S.A., Ismajlova V.A., Yagubov A.I., XXI Mendeleevskij s`ezd po obshej i prikladnoj khimii, Sbornik tezisov, Sankt-Peterburg, 2019, Vol. 1, pp. 231.

Mammadova S.A., Nasseri Sh.A., Heydarzade G.M., Osmanova U.H. et al., The international Journal of Science and Technology, 2017, Vol. 5, Is. 10, pp. 101-105. www.theijst.com.

Golubeva O.Yu., Gusarov V.V., Zhurnal Fizika i khimiya stekla, 2007, Vol. 33, No 3, pp. 334-340.

Yagubov A.I., Binnatova L.A., Muradova N.M., Nuriev A.N., Zhurnal prikladnoj khimii, 2010, Vol. 83, Is. 3, pp. 421-424.

Peseczkij S.S., Bogdanovich S.P., My`shkin N.K., Polimerny`e materialy` i tekhnologii, 2015, Vol. 1, No 1-7, pp. 7-37.

Ergozhin E.E., Akimbaeva A.M., Or-ganomineral`ny`e sorbenty` i polifunkczional`-ny`e sistemy` na osnove pri-rodnogo alyumosilikatnogo i ugol`no-mineral`nogo sy`r`ya, Almati, izd.TOO "Print - S", 2007, pp. 56-60.

Kormash E.V., Avtoref. Diss. kand.tekh.nauk, Belgorod, 2009, 23 p.

Mamedova S.A., Gejdarzade G.M., Osmanova U.G., Yagubov A.I. et al., Zhurnal Khimicheskaya promy`shlennost, 2016, No 3, pp. 143-147.

Mamedova S.A., Gejdarzade G.M., Yagubov A.I., Nuriev A.N.et al., Patent EAPV, No 028314, 2017.

Kostin A.V., Mostaly`gina L.V., Bukhtoyarov O.I., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2012, Vol. 12, No 6, pp. 949-957.

Kokotkov Yu.A., Pasechnik V.A., Ravnovesie i kinetika ionnogo obmena, L., Khimiya, 1970, 336 p.

Shhvarczenbakh G., Flashka G., Kompleksonometricheskoe titrovanie, M., Khimiya, 1970, 360 p.