Creation a Sorption Material for the Extraction of Metal Ions from Aqueous Solutions (original) (raw)
Related papers
Characteristics and application on raw materials for metals removal from aqueous solutions
2016
This paper present the obtained results from investigation for characterization of natural raw materials: natural zeolite contain clinoptilolite 94 % and zeolite bearing tuff contain 27 % stilbite. Particle characterization reveals information on the physical and chemical nature of particles, which is related to its ability to remove heavy metal ions from polluted water. Characterization is obtained by study chemical composition, density, porosity and cation capacity, аlso x-ray diffractometer and scanning probe microscope were used to better describe the characteristics of natural raw materials.
Efficiency of Extraction Heavy Metal Ions from Diluted Solutions by Ion-Exchange Methods
TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES
Актуальність теми дослідження. Важливою екологічною проблемою є забруднення поверхневих вод іонами важких металів. Висока токсичність при низьких дозах і здатність до накопичення в живих організмах пояснює зростаючу потребу в корекції змісту металів у стоках згідно з всесвітніми нормами. Викликає інтерес метод іонного обміну. Постановка проблеми. Актуальними стають проблеми забруднення природних вод, зростання об'ємів стічних вод і пошук ефективних методів їх очищення. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Досліджено процеси сорбції іонів міді із концентраціями 1-2 мг/дм 3 на катіоніті КУ-2-8. Селективність катіоніту по іонах міді при низьких її концентраціях близька до селективності по іонах жорсткості. При використанні модифікованих іонообмінних матеріалів сполуками марганцю та заліза було досягнуто підвищення ефективності вилучення іонів важких металів із води. Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Не можливо дати оцінку ефективності вилучення з води іонним обміном іонів важких металів при концентраціях, нижчих 1 мг/дм 3. Постановка завдання. Вивчення процесів сорбції іонів міді та свинцю на катіонітах, а також використання фільтрів змішаної дії. Виклад основного матеріалу. Ефективність очищення води знижувалася при зменшенні вихідної концентрації металу. Запропоновано використання фільтрів змішаної дії. Встановлено, що при концентрації іонів міді 10-2 мкг/дм 3 мідь не сорбувалася навіть при використанні фільтрів змішаної дії. Встановлено, що іони свинцю практично повністю вилучаються на сильнокислотному катіоніті при концентраціях менше 0,1 мкг/дм 3. Регенерацію слід проводити 2М розчином соляної кислоти. Ефективність десорбції іонів свинцю досягає 100 %. Ступінь десорбції іонів міді в окремих випадках досягає приблизно 90 %. Висновки. Задовільні результати по концентруванню сильно розведених розчинів іонів міді можна отримати при концентрації іонів міді до 1 мкг/дм 3. При використання фільтрів змішаної дії мідь можна вилучити з розчинів концентрацією до 0,1 мкг/дм 3. Встановлено, що іони свинцю ефективно вилучаються із надрозведених водних розчинів при концентраціях менше 1 мкг/дм 3. Ключові слова: важкі метали; іонний обмін; сорбція; регенерація іоніту; фільтр змішаної дії. Рис.: 5. Бібл.: 13. Вступ. За сучасних глобальних масштабів втручання людини у біогеохімічні цикли важких металів відбувається розширення меж забруднення токсикантами, накопичення їх у природних водних об'єктах до небезпечних концентрацій і, як наслідок, збільшення ризику отруєння людини. Водні ресурси України є обмеженими і дуже нерівномірно розподіленими за територією. Запаси водних ресурсів в Україні на одного мешканця становлять 1,7 тис. м 3 на рік, що ставить її поряд із найменш забезпеченими водою країнами Європи. До того ж різко погіршується якість води деяких джерел водопостачання в результаті їх забруднення стічними водами. Необхідність здійснення екологічного контролю вмісту важких металів у воді питній, декларується документами Всесвітньої організації охорони здоров'я, вітчизняними нормативами, згідно з якими постало завдання контролювати такі небезпечні токсиканти, як Pb, Cd, Cu, Zn, Hg, As, Ni, Co та інші на межі 5•10-4 мг/дм 3 [1]. Тому надійний контроль вмісту важких металів у воді є актуальною проблемою, так само як і визначення ефективності відомих методів очищення води при низьких концентраціях іонів важких металів. Постановка проблеми. Важливою екологічною проблемою є забруднення поверхневих вод іонами важких металів, токсичний вплив яких на живі організми призводить до порушення протікання ферментативних реакцій. Стічні води електрохімічних
Ukraïnsʹkij hìmìčnij žurnal, 2023
Проведено синтез та порівняльну оцінку адсорбційної здатності відносно іонів Sr(ІІ) та Cs(І) карбонатної форми Ni(II)/Fe(III)-шаруватих подвійних гідроксидів (NiFe-LDH) та їхніх бінарних нанокомпозитів. Досліджено вплив фізико-хімічних параметрів синтезованих сорбентів на ефективність магнітної твердофазної екстракції зазначених радіонуклідів із водних розчинів. Оцінено їхню ефективність при вилученні іонів Sr(II) та Cs(I) зі зміною рН водного середовища, а також отримано ізотерми сорбції на одержаних сорбентах при рН 0 4,5-5,0 та проведено їхній аналіз та оброблення для встановлення механізму сорбційного вилучення за всіх ступенів заповнення сорбційного шару аналітами. Проаналізовано придатність математичних моделей для оцінки кінетичних закономірностей сорбції радіонуклідів на NiFe-LDH та їхніх магнітних нанокомпозитах. Показано адекватність дифузійних моделей Бойда та Морріса-Вебера на початковій ділянці (до F = 0,4-0,6) кінетичних кривих. Зростання ефективних коефіцієнтів дифузії і констант швидкості адсорбції кінетичних моделей спостерігається в ряду: Fe 3 O 4 <NiFe-LDH<Fe 3 O 4 @NiFe-LDH, а найточніше відображає закономірності сорбції цих радіонуклідів кінетична модель псевдодругого порядку. Завдяки високій сорбційній ефективності та технологічності одержані сорбенти є перспективними для очищення вод від радіоактивних забруднювачів.
Sorption of uranium(VI) ions by iron-containing nanocomposites based on montmorillonite
Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2018
Сорбція іонів урану(VI) залізовмісними нанокомпозитами на основі монтморилоніту Представлено членом-кореспондентом НАН України Б.Ю. Корніловичем Досліджено фізико-хімічні особливості сорбції іонів U(VI) композитами на основі монтморилоніту та органомонтморилоніту, модифікованих нанорозмірним залізом. Проведено електронно-мікроскопічні дослідження отриманих матеріалів. Показано можливість їх використання для очищення підземних вод із застосуванням сучасних природоохоронних технологій. Ключові слова: стабілізоване нанодисперсне залізо, монтморилоніт, органомонтморилоніт, сорбція, уран(VI). SORPTION OF URANIUM(VI) IONS BY IRON-CONTAINING NANOCOMPOSITES BASED ON MONTMORILLONITE We have studied physico-chemical features of the sorption of U (VI) ions by composites based on montmorillonite and organomontmorillonite modified by nanosized iron. The electron microscopic study of the obtained materials is performed. The possibility of their use in the purification of groundwater with the use of modern environmental technologies is shown.
Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni, 2016
Разработан способ модифицирования полимерной гелевой ионообменной матрицы, включающий реорганизацию ее пористой структуры в неводной среде. Способ позволяет осаждать в полимере агрегаты наночастиц гидрофосфата циркония с низким содержанием фосфора. Размер агрегатов составляет до ≈200 нм в поперечнике. Проанализированы факторы, которые позволяют регулировать размеры инкорпорированных частиц в ионообменном полимере. Показано, что скорость извлечения композитом соединений U(VI) из водного раствора выше, чем в случае немодифицированного ионита, и определяется полимерной составляющей. Установлено, что сорбция соединений U(VI) из индивидуального раствора происходит в смешанно-диффузионном режиме, а из раствора, содержащего ионы Fe 3+ , − осложнена химической реакцией, которая описывается моделью псевдовторого порядка. Показано, что композит эффективно сорбирует соединения U(VI) в интервале рН растворов 2-10.
Sorption of heavy metal ions by polyampholyte hydrogels
Plastičeskie massy, 2022
Исследована способность полиамфолитных гидрогелей образовывать полимер-металлические комплексы, структура которых подтверждалась методом ИК-спектроскопии. Результаты обработки равновесной сорбции показали, что ионы Cu 2+ и Ni 2+ присоединяются к одному активному центру, образуя при этом координационные комплексы с ионами Cu(II) и Ni(II). Установлено, что сорбция протекает по механизму ионного обмена. Методом термогравиметрии показано, что энергия активации у полимерметаллических комплексов ПДА, БДА с Cu 2+ и БДА с Ni 2+ уменьшается по сравнению с исходными полимерами. Ключевые слова: полиакриламид, полиамфолитные гидрогели, сорбция, ионы металлов, комплексообразование, энергия активации The ability of polyampholite hydrogels to form polymer-metal complexes, the structure of which was confi rmed by IR spectroscopy, was studied. The results of equilibrium sorption treatment showed that Cu 2+ and Ni 2+ ions attach to the same active site, forming coordination complexes with Cu(II) and Ni(II) ions. It has been established that sorption proceeds according to the ion-exchange mechanism. It has been shown by thermogravimetry that the activation energy of the polymer-metal complexes PDA, BDA with Cu 2+ , and BDA with Ni 2+ is reduced compared to the initial polymers.
2019
Предмет истраживања у оквиру израде ове докторске дисертације је проналажење и развој нових материјала који имају добра адсорпциона и техно-економска својства применљива у реалним системима за уклањање јона тешких метала и арсена. Испитивања су укључивала: унапређење адсорпционих својстава бигра импрегнацијом наночестицама бакра и испитивање добијеног адсорбента у реалним системима; различите модификације отпадних полиакрилнитрилних влакана у циљу побољшања њихових адсорпционих особина према јонима тешких метала и арсену; оптимизовање синтезе и процеса адсорпције јона тешких метала и арсена на синтетисане адсорбенте. У експериментима адсорпције коришћен је природни материјал бигар (природни калцит) и отпадна влакна полиакрилнитрила. Бигар је погодним физичким и механичким методама припремљен за даљу модификацију преципитацијом наночестица бакра. Преципитација наночестица бакра на бигар вршенa је комбинацијом различитих метода и количина наночестица у циљу добијања адсорбента са најб...