ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ АДСОРБЦІЇ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ НА КИСЛОТНО-АКТИВОВАНОМУ БЕНТОНІТІ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.39.2021.13Ключові слова:
кислотна модифікація, динаміка адсорбції, важкі метали, водоочищення, бентонітова глинаАнотація
У роботі досліджено процес адсорбції важких металів з модельних водних розчинів їх солей на модифікованому гранульованому сорбційному матеріалі на основі бентонітової глини у динамічному режимі. Визначено максимальне значення адсорбції, обмінну ємність, ефективність очищення отриманих матеріалів та встановлено, що кращі показники сорбції отримані для хімічно-модифікованого бентоніту; при однаковій висоті шару сорбенту і швидкості потоку тривалість роботи шару до проскакування у модифікованих зразків в 1,5 рази вище, ніж у немодифікованих. Динамічна обмінна ємність синтезованих сорбентів зростає в ряду: Fe2+ < Mn2+ < Cu2+ < Cd2+. Синтезований сорбент має високі показники ефективності вилучення іонів важких металів, тому його доцільно застосовувати у водоочищенні.
Посилання
Кельцев Н. В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 592 с.
Pandey S. A comprehensive review on recent developments in bentonite-based materials used as adsorbents for wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids. 2017. Vol. 241. P. 1091–1113. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.06.115
Han H., Rafiq M. K., Zhou T., Xu R., Mašek O., Li, X. A critical review of clay-based composites with enhanced adsorption performance for metal and organic pollutants. Journal of hazardous materials. 2019. Vol. 369. P. 780–796. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.02.003
Prabhu P. P., Prabhu B. A Review on Removal of Heavy Metal Ions from Waste Water using Natural/Modified Bentonite. MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 144. P. 02021. https://doi.org/10.1051/matecconf/201814402021
Ranđelović M., Purenović M., Zarubica A., Purenović J., Matović B., Momčilović M. Synthesis of composite by application of mixed Fe, Mg (hydr)oxides coatings onto bentonite – A use for the removal of Pb(II) from water. Journal of Hazardous Materials. 2012. Vol. 199-200. P. 367–374. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.11.025
Saravanan D., Gomathi T., Sudha P. N. Sorption studies on heavy metal removal using chi-tin/bentonite biocomposite. International Journal of Biological Macromolecules. 2013. Vol. 53. P. 67–71. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2012.11.005
Jlassi K., Abidi R., Benna M., Chehimi M. M., Kasak P., Krupa I. Bentonite-decorated ca-lix[4]arene: A new, promising hybrid material for heavy-metal removal. Applied Clay Science. 2018. Vol. 161. P. 15–22. https://doi.org/10.1016/j.clay.2018.04.005
El-Nagar D. A., Massoud S. A., Ismail S. H. Removal of some heavy metals and fungicides from aqueous solutions using nano-hydroxyapatite, nano-bentonite and nanocomposite. Arabian Journal of Chemistry. 2020. Vol. 13(11). P. 7695–7706. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2020.09.005
Feng G., Ma J., Zhang X., Zhang Q., Xiao Y., Ma Q., Wang S. Magnetic natural composite Fe3O4-chitosan@bentonite for removal of heavy metals from acid mine drainage. Journal of Colloid and Interface Science. 2018. Vol. 538. P. 132–141. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.11.087
Tahir S. S., Rauf N. Removal of Fe(II) from the wastewater of a galvanized pipe manufacturing industry by adsorption onto bentonite clay. Journal of Environmental Management. 2004. Vol. 73(4). P. 285–292. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2004.06.009
Al-Anber M. A. Removal of high-level Fe3+ from aqueous solution using natural inorganic materials: Bentonite (NB) and quartz (NQ). Desalination. 2010. Vol. 250(3). P. 885–891. https://doi.org/10.1016/j.desal.2009.06.071
Yan L., Li S., Yu H., Shan R., Du B., Liu T. Facile solvothermal synthesis of Fe3O4/bentonite for efficient removal of heavy metals from aqueous solution. Powder Technology. 2016. Vol. 301. P. 632–640. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.06.051
Sultanbayeva G. S., Holze R., Chernyakova R. M., Jussipbekov, U. Z. Removal of Fe2+-, Cu2+-, Al3+- and Pb2+-ions from phosphoric acid by sorption on carbonate-modified natural zeolite and its mixture with bentonite. Microporous and Mesoporous Materials. 2013. Vol. 170. P. 173–180. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.11.022
Jiang L., Ye Q., Chen J., Chen Z., Gu Y. Preparation of magnetically recoverable bentonite–Fe3O4–MnO2 composite particles for Cd(II) removal from aqueous solutions. Journal of Colloid and Interface Science. 2018. Vol. 513. P. 748–759. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.11.063
Mohammed A. A., Samaka I. S. Bentonite coated with magnetite Fe3O4 nanoparticles as a novel adsorbent for copper(II) ions removal from water/wastewater. Environmental Technology & Innovation. 2018. Vol. 10. P. 162–174. https://doi.org/10.1016/j.eti.2018.02.005
Kel'tsev, N. V. (1984). Osnovy adsorbtsionnoy tekhniki [Basics of adsorption technology]. Moscow: Khimiya [in Russian].
Pandey, S. (2017). A comprehensive review on recent developments in bentonite-based materials used as adsorbents for wastewater treatment. Journal of Molecular Liquids, 241, 1091-1113.
Han, H., Rafiq, M. K., Zhou, T., Xu, R., Mašek, O., & Li, X. (2019). A critical review of clay-based composites with enhanced adsorption performance for metal and organic pollutants. Journal of hazardous materials, 369, 780–796.
Prabhu, P. P., & Prabhu, B. (2018). A review on removal of heavy metal ions from waste water using natural/modified bentonite. In MATEC Web of conferences (Vol. 144, p. 02021). EDP Sciences.
Ranđelović, M., Purenović, M., Zarubica, A., Purenović, J., Matović, B., & Momčilović, M. (2012). Synthesis of composite by application of mixed Fe, Mg (hydr) oxides coatings onto bentonite–a use for the removal of Pb (II) from water. Journal of hazardous materials, 199,
-374.
Saravanan, D., Gomathi, T., & Sudha, P. N. (2013). Sorption studies on heavy metal removal using chitin/bentonite biocomposite. International journal of biological macromolecules, 53,
-71.
Jlassi, K., Abidi, R., Benna, M., Chehimi, M. M., Kasak, P., & Krupa, I. (2018). Bentonite-decorated calix [4] arene: A new, promising hybrid material for heavy-metal removal. Applied Clay Science, 161, 15-22.
El-Nagar, D. A., Massoud, S. A., & Ismail, S. H. (2020). Removal of some heavy metals and fungicides from aqueous solutions using nano-hydroxyapatite, nano-bentonite and nanocomposite. Arabian Journal of Chemistry, 13(11), 7695-7706.
Feng, G., Ma, J., Zhang, X., Zhang, Q., Xiao, Y., Ma, Q., & Wang, S. (2019). Magnetic natural composite Fe3O4-chitosan@bentonite for removal of heavy metals from acid mine drainage. Journal of colloid and interface science, 538, 132–141.
Tahir, S. S., & Rauf, N. (2004). Removal of Fe (II) from the wastewater of a galvanized pipe manufacturing industry by adsorption onto bentonite clay. Journal of Environmental Management, 73(4), 285-292.
Al-Anber, M. A. (2010). Removal of high-level Fe3+ from aqueous solution using natural inorganic materials: Bentonite (NB) and quartz (NQ). Desalination, 250(3), 885-891.
Yan, L., Li, S., Yu, H., Shan, R., Du, B., & Liu, T. (2016). Facile solvothermal synthesis of Fe3O4/bentonite for efficient removal of heavy metals from aqueous solution. Powder Technology, 301, 632-640.
Sultanbayeva, G. S., Holze, R., Chernyakova, R. M., & Jussipbekov, U. Z. (2013). Removal of Fe (II)-, Cu (II)-, Al (III)-and Pb (II)-ions from phosphoric acid by sorption on carbonate-modified natural zeolite and its mixture with bentonite. Microporous Mesoporous Materials, 170, 173-180.
Jiang, L., Ye, Q., Chen, J., Chen, Z., & Gu, Y. (2018). Preparation of magnetically recoverable bentonite–Fe3O4–MnO2 composite particles for Cd (II) removal from aqueous solutions. Journal of colloid and interface science, 513, 748-759.
Mohammed, A. A., & Isra’a, S. S. (2018). Bentonite coated with magnetite Fe3O4 nanoparticles as a novel adsorbent for copper (II) ions removal from water/wastewater. Environmental Technology & Innovation, 10, 162-174.
