Синтез Fe-алюмосиликатных материалов на основе монтмориллонита и тестирование их сорбционных свойств - Ханхасаева, Сэсэгма Цыреторовна; Бадмаева, Саяна Васильевна; Ухинова, Марина Владимировна (Сорбционные и хроматографические процессы, 2022)
В данной работе представлены результаты синтеза Fe-алюмосиликатных материалов и изучения их физико-химических и адсорбционных свойств. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки альтернативных эффективных сорбентов на основе дешевого природного сырья, которые смогли бы заменить дорогостоящие активные угли и полимерные сорбенты, которые в настоящее время используются в очистке производственных сточных вод от анионных загрязняющих веществ Из металлоксидных сорбентов наиболее привлекательными являются оксиды и гидроксиды железа, которые легко доступны благодаря их широкому распространению в природе, обладают низкой стоимостью и являются экологически безвредными. Увеличение сорбционной способности может быть достигнуто путем иммобилизации частиц оксидов железа на высокодисперсных носителях, что приводит к уменьшению размеров и увеличению поверхности сорбционно-активных оксидных частиц. Для синтеза Fe-алюмосиликатных материалов (Fe-АМ) использовали в качестве носителя монтмориллонитовую глину месторождения Тулдон (Республика Бурятия). Для нанесения железа применяли раствор трехъядерного ацетатного комплекса железа [Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]NO3 (FeAc). Раствор FeAc добавляли к водной суспензии глины, выдерживали при комнатной температуре в течение 3 часов, отделяли твердую фазу от жидкой путем центрифугирования. Полученные материалы высушивали при комнатной температуре и прокаливали при 500оС в течение 2 ч. Образцы были охарактеризованы химическим анализом, методами низкотемпературной адсорбции азота, ИК-спектроскопии и РФА. Методом ДСК показано, что при нагреве происходит разрушение комплекса FeAc с образованием гематита, что подтверждается данными РФА. Изучено влияние условий синтеза на физико-химические свойства полученных материалов. Применение ультразвуковой обработки глины в ходе синтеза способствовало формированию материалов с повышенным содержанием железа и с большей удельной поверхностью. Материалы, полученные при соотношении Fe/глина в модифицирующем растворе меньше 18 ммоль/г, характеризовались большей удельной поверхностью по сравнению с исходной глиной. Адсорбционные свойства изучали в водном растворе анионных красителей «Кислотный желтый 36» (КЖ) и «Прямой чисто-голубой», которые в больших концентрациях находятся в сточных водах предприятий текстильной промышленности. Показано, что Fe-алюмосиликатные материалы проявляют высокую эффективность в адсорбции красителя КЖ (до 265 мг/г при начальных концентрациях красителя 25-600 мг/дм3). Установлено, что они обладают большей адсорбционной способностью по сравнению с некоторыми активными углями в отношении анионного красителя КЖ и сохраняют высокую эффективность в трех его повторных циклах адсорбции-десорбции. Разработанные материалы могут представлять интерес в качестве дешевых регенерируемых сорбентов анионных загрязнителей сточных вод.