Влияние рН среды на протекание процессов адсорбции ионов меди, никеля и цинка иголками лиственницы сибирской (Larix Sibirica)

Румия Захидовна  Галимова; Ильдар Гильманович  Шайхиев; Надежда Александровна  Камалова; Светлана Васильевна  Свергузова

doi:10.17308/sorpchrom.2020.20/2877

Румия Захидовна Галимова ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
Ильдар Гильманович Шайхиев ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
Надежда Александровна Камалова ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
Светлана Васильевна Свергузова ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», Белгород

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2877

Ключевые слова: ионы тяжелых металлов, иголки лиственницы сибирской, адсорбция, модели адсорбции, термодинамика

Аннотация

Одними из наиболее токсичных поллютантов, попадающих в водоемы со сточными водами гальванического производства являются ионы тяжелых металлов. В последние годы широко исследуются сорбционные свойства дешевых и доступных целлюлозосодержащих сорбционных материалов на основе отходов растительного сырья. В частности, к таковым относятся иголки лиственницы сибирской Larix Sibirica. Не смотря на большое количество работ, направленных на исследование механизмов процессов сорбции ионов тяжелых металлов целлюлозосодержащими материалами, а также влияния рН среды на механизм протекания процессов, в настоящее время, нет единого мнения относительно механизмов процессов сорбции ионов тяжелых металлов целлюлозосодержащими материалами и выбора модели сорбции для описания этих процессов. На основании сказанного, в статических условиях на модельных растворах ионов тяжелых металлов объемом 100 см3 с содержанием ионов от 10 до 1500 мг/дм3 и при дозировки сорбционного материала 1 г и при рН среды 2, 4 и 6 изучены сорбционные свойства иголок лиственницы сибирской по отношению к ионам меди, никеля и цинка. Максимальные значения сорбционной ёмкости иголок лиственницы по ионам Cu2+, Ni2+ и Zn2+ составляют соответственно 48.8, 17.4 и 36.0 мг/г. Процесс сорбции ионов меди (Cu2+) наиболее полно протекает при рН=4, ионов никеля (Ni2+) − при рН=6, а ионов цинка (Zn2+) − одинаково хорошо при рН=4 и рН=6. Обработкой полученных изотерм адсорбции в рамках мономолекулярных моделей сорбции: Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина-Радушкевича, Темкина обнаружено, что в слабокислой среде (рН=6) наблюдается преимущественно адсорбция ионов тяжелых металлов в порах, а в кислой среде (рН=2-4) − на поверхности материала путём взаимодействия ионов тяжелых металлов с активными центрами, равномерно расположенными на поверхности иголок. Используя константы уравнений Ленгмюра и Дубинина-Радушкевича рассчитаны термодинамические параметры процессов: энергии сорбции и энергии Гиббса, значения которых указывают на протекание самопроизвольной физической адсорбции.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Румия Захидовна Галимова, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

доцент кафедры инженерной экологии, канд. техн. наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Ильдар Гильманович Шайхиев , ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

заведующий кафедрой инженерной экологии, д-р техн. наук, доцент, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Надежда Александровна Камалова , ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

магистрант кафедры инженерной экологии, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Светлана Васильевна Свергузова , ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», Белгород

заведующая кафедрой промышленной экологии, др техн. наук, проф., Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород

Литература

Filatova E.G., Pozhidaev Ju.N., Pomazkina O.I., Fizikohimija poverhnosti i zashhita materialov, 2019, Vol. 55, No 5, pp. 507-512. 2. Letenkova I.V., Vestnik SanktPeterburgskogo gosudarstvennogo universiteta tehnologii i dizajna. Serija 1: Estestvennye i tehnicheskie nauki, 2019, No 2, pp. 79-82. 3. Linnikov O.D., Rodina I.V., Baklanova I.V., Suncov A.Ju., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2018, Vol. 18, No 4, pp. 554-562. 4. Abramova A.Ju., Jurchenko V.V., Khimija. Ekologija. Urbanistika, 2018, Vol. 1, pp. 185-188. 5. Linnikov O.D., Rodina I.V., Suncov A.Ju., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2017, Vol. 17, No 5, pp. 725-732. 6. Filatova E.G., Pomazkina O.I., Pozhidaev Ju.N., Fizikokhimija poverhnosti i zashhita materialov, 2017, Vol. 53, No 6, pp. 596-601. 7. Jur'eva A.V., Butova T.S., Dinamika sistem, mehanizmov i mashin, 2014, No 3, pp. 318320. 8. Maksatova A.M., Vezencev A.I., Mihajljukova M.O., Kalashnikova L.A., Vestnik sovremennyh issledovanij, 2017, No 7-1 (10), pp. 162-169. 9. Sviridov A.V., Jurchenko V.V., Sviridov V.V., Ganebnyh E.V., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2016, Vol. 16., No 1, pp. 78-86. 10. Linnikov O.D., Rodina I.V., Tjutjunnik A.P., Eselevich D.A. et al., Voda: himija i Ekologija. 2016, No 7 (97), pp. 72-80. 11. Harljamov D.A., Nasyrov I.A., Mavrin G.V., Shaikhiev I.G., Vestnik Tehnologicheskogo universiteta, 2015, Vol. 18, No 12, pp. 204-206.

Miljutina A.D., Kolesnikov V.A., Uspehi v himii i himicheskoj tehnologii, 2015, Vol. 29, No 1 (160), pp. 43-45. 13. Tsvetkova A.D., Akaev O.P., Vestnik Kostromskogo gosudarstvennogo universiteta im. N.A. Nekrasova, 2011, Vol. 17, No 2, pp. 27-30. 14. Akhrimenko V.E., Akhrimenko Z.M., Sidorova I.I., Poterjaev A.V., Nauka Kubani, 2009, No 4, pp. 20-23. 15. Pimneva L.A., Lebedeva A.A., Mezhdunarodnyj zhurnal jeksperimental'nogo obrazovanija, 2016, No 9-1, pp. 69-70. 16. Miljutina A.D., Kolesnikov V.A., Kolesnikov A.V., Uspehi v himii i himicheskoj tehnologii, 2016, Vol. 30, No 1 (170), pp. 4243. 17. Denisova T.R., Sokolov M.P., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., International Journal of Green Pharmacy, 2017, Vol. 11, No 4, pp. S872-S876. 18. Denisova T.R., Mavrin G.V., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2016, Vol. 7, No 5, pp. 1765-1771. 19. Miftahova F.R., Nguen T.K.T., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Vestnik Tehnologicheskogo universiteta, 2019, Vol. 22, No 2, pp. 37-43. 20. Miftahova F.R., Nguen T.K.T., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2019, Vol. 19, No 5, pp. 588-595. 21. Galimova R.Z., Nguen T.K.T., Shaikhiev I.G., Sverguzova S.V., Chemical Bulletin, 2019, Vol. 2, No 4, pp. 12-23. 22. Ugrozov V.V., Filippov A.N., Sidorenko Ju.I., Zhurnal fizicheskoj himii, 2007, Vol. 81, No 3, pp. 458-461. 23. Nguyen T.K.T., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Denisova T.R. et al., International Journal of Green Pharmacy, 2018, Vol. 12, No 4, pp. S895-S899. 24. Nguyen T.K.T., Sidorovnina O.O., Zamalieva L.A., Miftahova F.R. et al., Vestnik Tehnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 18. pp. 159-162. 25. Dagaeva E.V., Valinurova Je.R., Vestnik Bashkirskogo universiteta, 2019, Vol. 24, No 1, pp. 71-75. 26. Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Rodionova M.V., Modina E.A., Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Serija: Himija i himicheskaja tehnologija, 2009, Vol. 52, No 3, pp. 2731. 27. Bagrovskaja N.A., Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Lilin S.A., Himija v interesah ustojchivogo razvitija, 2006, Vol. 14, No 1, pp. 1-7. 28. Nikiforova T.E., Bagrovskaja N.A., Kozlov V.A., Lilin S.A., Himija rastitel'nogo syr'ja, 2009, No 1, pp. 5-14. 29. Bagrovskaya N.A., Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Russian Journal of Physical Chemistry A, 1999, Vol. 73, No 8, pp. 1305-1309. 30. Kamalova N.A., Shaikhiev I.G., Sadykova S.V., Galimova R.Z., "Innovacionnye podhody v reshenii sovremennyh problem racional'nogo ispol'zovanija prirodnyh resursov i ohrany okruzhajushhej sredy", sbornik dokladov Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, 2019, pp. 196-201.

Denisova T.R., Kharlyamov D.A., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G. et al., International Journal of Engineering and Technology (UAE), 2018, Vol. 7, No 4.7, pp. 219-222. 32. Kamalova N.A., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Sadykova S.V. et al., Vestnik Tehnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 19, pp. 121-124. 33. Kamalova N.A., Shajhiev I.G., Sadykova S.V., "Aktual'nye voprosy ohrany okruzhajushhej sredy", sbornik dokladov Vserossijskoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, 2018, pp. 114-118. 34. Kamalova N.A., Shaikhiev I.G., Sadykova S.V, "Innovacionnye puti reshenija aktual'nyh problem prirodopol'zovanija i zashhity okruzhajushhej sredy", sbornik dokladov Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, 2018, pp. 113-120. 35. Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Ochistka fenolsoderzhashhih stochnyh vod nativnymi i modificirovannymi adsorbcionnymi materialami na osnove othodov sel'skohozjajstvennogo i promyshlennogo proizvodstva. BelgorodKazan', 2018, 96 p. 36. Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., "Innovacionnye podhody v reshenii sovremennyh problem racional'nogo ispol'zovanija prirodnyh resursov i ohrany okruzhajushhej sredy", sbornik dokladov Mezhdunarodnoj nauchnotehnicheskoj konferencii, 2019, pp. 160-166.