Use of Microwaves to Activate Bentonite in the Processes of Sorption of Nickel Ions from Concentrated Aqueous Solutions

А. Концур; Л. Сиса; Л. Шевчук

doi:10.15330/pcss.19.2.191-196

Автор(и)

А. Концур Львівський державний університет безпеки життєдіяльності
Л. Сиса Львівський державний університет безпеки життєдіяльності
Л. Шевчук Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.19.2.191-196

Ключові слова:

стічні води, Нікель, очистка, сорбент, бентоніт, активація, мікрохвилі

Анотація

Вивчено фізико-хімічні параметри процесу сорбційного очищення води від сполук Нікелю глинистим сорбентом у статичних умовах. Проаналізовано ізотерму абсорбції іонів цього металу з концентрованих водних розчинів на зразках бентоніту з використанням надвисокочастотного опромінення (мікрохвиль). Найбільш коректно вона описується лінійним рівнянням Ленгмюра. Показано, що опромінення цього сорбенту мікрохвилями у процесі сорбування іонів Нікелю майже у 2 рази збільшує значення граничної сорбційної ємності за цим металом (у порівнянні з методом «стимуляції» - попередньої промивки бентоніту чистою водою під дією мікрохвиль). Результати вивчення відпрацьованого бентоніту методами скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійного та рентгенофазового аналізу вказують на те, що згаданий метал під дією мікрохвиль осаджується на поверхні бентоніту не тільки у вигляді адсорбованого моношару іонів, але й у формі окремої кристалічної фази – силікату Нікелю. Спостерігаються зміни кислотності середовища в процесі сорбційної очистки під дією мікрохвиль: від рН ≈ 5,7…6,5 (перед опроміненням) до рН ≈ 6,7…7,1 (після опромінення). Підтверджено припущення про те, що під дією мікрохвиль у водному середовищі відбувається часткове руйнування силікатного каркасу глинистих сорбентів з вивільненням силікат-іонів SiO₃^2-. Ці іони зазнають гідролізу, внаслідок чого рН розчину зростає. Також, не виключений прямий розрив зв’язків Si—O в приповерхневих угрупуваннях ≡Si—OН, що призводить до збільшення кількості «вільних» гідроксильних груп.

Посилання

[1] B.Ye. Ryabchikov, Sovremennyye metody podgotovki vody dlya promyshlennogo i bytovogo ispol'zovaniya (DeLi Print, Moskva, 2004).
[2] O.I. Bukhtoyarov, L.V. Mostalygina, D.N. Kamayev, A.V. Kostin, Sorbtsionnyye i khromatograficheskiye protsessy 11(4), 518 (2011).
[3] V. Zakordons'kiy, V. Vasilechko, P. Stashchuk, G. Grishchuk, Visn. L'viv. un-tu. Ser. khim. 44, 247 (2004).
[4] E.L. Foletto, D.S. Paz, A. Gundel, Applied Clay Science. 83–84, 63 (2013).
[5] S. Baldassari, S. Komarneni, E. Mariani, C. Villa, Applied Clay Science 31, 134 (2006).
[6] A.Z. Kontsur, O.R. Karpʺyak, L.V. Sysa, Naukovyy visnyk NLTU. 26.8, 292 (2016).
[7] M.A. Petrova, M.O. Postnikova, K.V. Stepova, Vostochno-Yevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy, 36 (2014).
[8] L. V. Sysa, Yu. I. Rudyk, A. Z. Kontsur, Ekolohichna bezpeka 2 (24), 45 (2017).
[9] L.V. Sysa, L.P. Shevchuk, A.Z. Kontsur, Physics and Chemistry of Solid State 18(4), 431 (2017).
[10] M.E. Britske, Atomno-absorbtsionnyy spektrokhimicheskiy analiz (Khimiya, Moskva, 1982).
[11] M.M. Dmitriyev, N.I. Kaznina, I.A. Pinigina, Sanitarno-khimicheskiy analiz zagryaznyayushchikh veshchestv v okruzhayushchey srede (Khimiya, Moskva, 1989).
[12] K. Oura, V. G. Lifshits, A. A. Saranin i dr., pod red. V. I. Sergiyenko, Vvedeniye v fiziku poverkhnosti (Nauka, Moskva, 2006).
[13] J. Goldstein et all., Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis: Third Edition (Springer, USA, 2003).
[14] V.K. Pecharsky, P.Yu. Zavalij, Fundamentals of powder diffraction and structural characterization of materials (Springer, USA, 2005).
[15] B. Subramanyam, A. Das, Journal of Environmental Health Science and Engineering 12, 92 (2014).