Адсорбционная активность природных глин Оренбургской области

  • Ольга Николаевна Каныгина Оренбургский государственный университет, Оренбург
  • Ольга Павловна Кушнарева Оренбургский государственный университет, Оренбург
  • Валерия Андреевна Бабичева Оренбургский государственный университет, Оренбург
  • Татьяна Олеговна Лялюкова Оренбургский государственный университет, Оренбург
  • Валентина Андреевна Салавьева Оренбургский государственный университет, Оренбург
Ключевые слова: адсорбция, степень извлечения, полиминеральная и монтмориллонит содержащая глины, частицы природного полиминерального комплекса.

Аннотация

Определены основные адсорбционные характеристики трех образцов природных глин Оренбургской области, отличающихся химическим и минералогическим составом. Изучены процессы сорбции ионов хрома Cr3+ из модельных растворов с концентрациями от 200 до 350 мг/дм3 нативных и активированных кислотной обработкой и действием СВЧ-поля.

Наиболее высокие адсорбционные свойства выявлены у образца природного полиминерального комплекса (16.49 мг/г). Монтмориллонит содержащая глина также имеет хорошую адсорбционную активность – 15.55 мг/г. Для полиминеральной глины адсорбционная активность равна 12.73 мг/г. Активация сорбционных свойств 10%-ным раствором серной кислоты и СВЧ-в течение 5 минут при мощности 450 Вт не изменяет соотношения общей картины в ряду адсорбентов: 1 – ППК, 2 – ММ, 3 – ПМ. При этом частицы ППК эффективней активируются СВЧ-полем, частицы ММ – серной кислотой, ПМ – СВЧ-полем.

При проведении кислотной активации происходят структурные изменения в каркасе глинистых минералов, в раствор извлекаются обменные катионы натрия и кальция. Происходит увеличение удельной поверхности и объем пор, что вызывает рост сорбционных свойств исследуемых природных глин.

Действие СВЧ-поля приводит к быстрому разогреву образцов природных глин, в большей степени энергия поглощается молекулами воды, находящимися в структурной матрице. Происходит их десорбция как с поверхности, так и из внутренних, межслоевых участков, при этом освобождаются активные адсорбционные центры и наблюдается увеличение адсорбционных характеристик.

Полученные результаты доказывают наличие у природных глин Оренбургской области значительных сорбционных свойств по отношению к ионам хрома, а также возможность их увеличения за счет химической и физической обработки

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Ольга Николаевна Каныгина, Оренбургский государственный университет, Оренбург

д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры химии, Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Ольга Павловна Кушнарева, Оренбургский государственный университет, Оренбург

ст. преподаватель кафедры химии, Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Валерия Андреевна Бабичева, Оренбургский государственный университет, Оренбург

студент Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Татьяна Олеговна Лялюкова, Оренбургский государственный университет, Оренбург

студент Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Валентина Андреевна Салавьева, Оренбургский государственный университет, Оренбург

студент Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Литература

O sostojanii i ob ohrane okruzhajush-hej sredy Rossijskoj Federacii v 2021 godu. Gosudarstvennyj doklad. M., Minprirody Rossii; MGU imeni M.V.Lomonosova, 2022, 684 p. (In Russ.)

Federal'naja sluzhba gosudarstvennoj statistiki. Okruzhajushhaja sreda. https://rosstat.gov.ru/folder/11194 (data obrashhenija: 8.01.2024)

Goldovskaja L.F. Himija okruzha-jushhej sredy. 2-e izd. M., Mir, BINOM. Laboratorija znanij, 2007. 295 p. (In Russ.)

Lozanovskaja I.N., Orlov D.S., Sa-dovnikova L.K. Jekologija i ohrana bi-osfery pri himicheskom zagrjaznenii. M., Vyssh.shk., 1998. 287 p. (In Russ.)

Aksjonov V.I., Ladygichev M.G., Nichkova I.I., Nikulin V.A., Kljajn S.Je., Aksenov E.V. Vodnoe hozjajstvo promysh-lennyh predprijatij: spravochnoe izdanie: v 2 kn. Kn. 1. pod red. V.I. Aksjonova. M., Teplotehnik, 2005, 640 p. (In Russ.)

Zubareva G.I. Sposoby ochistki sto-chnyh vod ot kationov tjazhelyh metallov. Jekologija i promyshlennost' Rossii. 2008; 1: 18-20. (In Russ.)

Shulenina Z.M., Bagrov V.V. Voda tehnogennaja. Problemy, tehnologii, resursnaja cennost'. M., MGTU im. N.Je. Baumana, 2015, 401 p. (In Russ.)

Esmail Gamil Kasim Mohammed. Ca-montmorillonitovaja glina i ee modi-fikacii dlja ochistki vod i opredelenija tjazhelyh metallov : diss. … him. nauk: 02.00.02. / Esmail Gamil Kasim Moham-med. Mahachkala, 2016. 110 p.

Vezencev A.I., Trubicyn M.A., Ro-manshhak A.A. Sorbcionno – aktivnye porody Belgorodskoj oblasti. Gornyj zhur-nal. 2004; 1: 51-52. (In Russ.)

Perspektivy montmorillonitovyh glin kak jekologicheski chistyh sorbentov. A.S. Varenikov, E.A. Osipova. Sbornik materi-alov Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Problemy jekologii Juzhnogo Urala». Orenburg, 2021: 117-120. (In Russ.)

Bondarenko A.V. Adsorbcionnye svojstva aktivirovannogo montmorillonita: avtoreferat dis. ... kandidata himicheskih nauk: Lipeck. gos. ped. un-t., Lipeck, 2002. 23 p. (In Russ.)

Kurtukova L.V., Somin V.A., Koma-rova L.F. Izmenenie svojstv bentonitovyh glin pod dejstviem razlichnyh aktivatorov. Polzunovskij vestnik, 2013; 1: 287-289. (In Russ.)

Mihajlova O.A., Lygina T.Z. Izuchenie struktury i svojstv nativnyh i ak-tivirovannyh prirodnyh mineral'nyh sorbentov. Fizikohimija poverhnosti i zash-hita materialov. 2010; 46(2): 199-207.

Shumilova M.A., Petrov V.G. Kinet-ics of Nickel Ion Sorption on Soils of Ud-murtia. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2022; 22(2): 173-182. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9222 (In Russ.)

Belozerova A.A., Pechishcheva N.V., Ordinartsev D.P., Kholmanskikh I.A., Shunyaev K.Y. Purification of aqueous so-lutions from As (III) and As (V) with the use of modified montmorillonite. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2023; 23(5): 858-867. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11720 (In Russ.)

Tyupina E.A., Pryadko A.V. Benton-ite-based sorbent modified with silver chlo-ride with precip-itation technique for cap-turing anionic radioiodine species. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2023; 23(1): 74-85. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/10995 (In Russ.)

Peregudov Y.S., Gorbunova E.M., Rami M., Niftaliev S.I. Sorption properties of modified glauconite. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2021; 21(1): 51-59. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3219 (In Russ.)

Vezencev A.I., Volovicheva N.A., Korol'kova S.V., Sokolovskij P.V. Vlijanie kislotnoj i shhelochnoj aktivacii bentonito-podobnyh glin na sorbcionnye svojstva po otnosheniju k ionam Fe3+ v staticheskih uslovijah. Zhurnal fizicheskoj himii. 2022; 96(2): 259-265. https://doi.org/10.31857/S0044453722010265 (In Russ.)

Tilinin M.S., Vezencev A.I. Akti-vacija montmorillonit soderzhashhej gliny vozdejstviem sverhvysokochastotnogo izluchenija. Vestnik Tehnologicheskogo universiteta. 2023; 26(3): 58-62. https://doi.org/10.55421/1998-7072_2023_26_3_58.

Jekologicheskaja politika Akcion-ernogo obshhestva «Novotroickij zavod hromovyh soedinenij» http://nzhs.ru/?page_id=2459 (data obrash-henija: 8.01.2024) (In Russ.)

Cherchincev V.D., Nefedova E.V., Kozlov A.S. Jekologicheskie aspekty vnedrenija resursosberegajushhej bezdolo-mitnoj tehnologii proizvodstva monohro-mata natrija na Novotroickom zavode hro-movyh soedinenij. Vestnik Magnitogor-skogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova. 2016; 14(1): 124-129. (In Russ.)

Sal'nikova E.V., Mursalimova M.L. Analiz mineral'nogo syr'ja: metod. Ukaza-nija. M-vo obrazovanija i nauki Ros. Fed-eracii, Feder. agentstvo po obrazovaniju, Gos. obrazovat. uchrezhdenie vyssh. prof. obrazovanija "Orenburg. gos. un-t". Oren-burg, OGU, 2005. 79 p. (In Russ.)

Kanygina O.N., Filjak M.M., Chetverikova A.G. Fazovye prevrashhenija v prirodnoj gline, obuslovlennye vozdejst-viem mikrovolnovogo izluchenija v vozdushnoj i vlazhnoj sredah. Neorganich-eskie materialy. 2018; 9: 955-960. (In Russ.)

Chetverikova A.G., Kanygina O.N., Filjak M.M. Strukturnye transformacii v oksidah, sostavljajushhih prirodnye gliny, pod vozdejstviem SVCh-polja [Tekst]: monografija. M-vo nauki i vyssh. obra-zovanija Ros. Federacii, Feder. gos. bju-dzhet. obrazovat. uchrezhdenie vyssh. obrazovanija "Orenburg. gos. un-t"; Oren-burg. OGU, 2021. 208 p. (In Russ.)

Umland F. Kompleksnye soedinenija v analiticheskoj himii. M., Mir, 1975. 231 p. (In Russ.)

Kanygina O.N., Kushnareva O.P., Sal'nikova E.V., Judin A.A. Poverhnostnye zarjady v prirodnyh glinah Orenburzh'ja [Jelektronnyj resurs]. Steklo i keramika. 2022; 95(12): 41-48. (In Russ.)

Bel'chinskaja L.I , Hodosova N.A., Novikova L.A. Vlijanie razlichnyh me-hanizmov nagreva sloistogo aljumosilikata na sorbcionnye processy. Soobshhenie 1. Sorbcija vody pri teplovom i jelektromag-nitnom (SVCh) nagreve montmorillonite. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2017; 17(5): 781-791. (In Russ.)

Essington M.E. Soil and Water Chemistry. CRC Press. Boca Raton London New York Washington D.C. 2004, 534 p.

Bahija T., Hamizov R.H., Bavizhev M.D., Konov M.A. Vlijanie SVCh-obrabotki klinoptilolita na ego ionoobmen-nye kineticheskie svojstva. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2016; 16(6): 803-812. (In Russ.)

Hodosova N.A., Bel'chinskaja L.I., Frolov V.Ju. Vlijanie kislotnoj modifikacii na sorbcionnuju sposobnost' aljumosilika-tov. Nauchnyj vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Serija: Fiziko-himicheskie problemy i vysokie tehnologii stroitel'nogo materialovedenija. 2015; 1(10): 65-71. (In Russ.)

Benoit B. Mandelbrot The geometry of nature: Russian translation. M., Institute of Computer Science, 2002, 656 p.

Filjak M.M., Chetverikova A.G., Kanygina O.N. Fraktal'nyj formalizm v primenenii k analizu SVCh-modifikacii nativnoj gliny. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granicy. 2016; 18(4): 578-585. (In Russ.)

Опубликован
2024-10-22
Как цитировать
Каныгина, О. Н., Кушнарева, О. П., Бабичева, В. А., Лялюкова, Т. О., & Салавьева, В. А. (2024). Адсорбционная активность природных глин Оренбургской области. Сорбционные и хроматографические процессы, 24(4), 530-541. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2024.24/12411