Очищення водних систем від надлишку фосфатів за допомогою бентоніту, активованого надвисокочастотним випромінюванням
Анотація
Вивчено сорбційні властивості бентоніту, опроміненого мікрохвилями, на прикладі вилучення ним фосфат-іонів із концентрованих розчинів. Використано фізико-хімічні методи аналізу та графічно-аналітичну обробку результатів експериментів. Досліджено нативні (необроблені) зразки сорбенту та зразки, опромінені мікрохвилями у два способи: а) попереднє промивання бентоніту чистою водою під дією мікрохвиль ("стимуляція"); б) опромінення мікрохвилями суспензії бентоніту безпосередньо в робочих розчинах фосфатів ("пряме опромінення"). Показано, що останній спосіб активації збільшує сорбційну здатність бентоніту за фосфат-іоном порівняно з нативним та "стимульованим" сорбентом. Криві адсорбції фосфат-іонів бентонітом під час "прямого опромінення" розчину мікрохвилями добре описано моделлю Ленгмюра. Гранична рівноважна адсорбція фосфатів (ємність моношару) становить 6,13 мг/г для способу "прямого опромінення", порівняно з 2,54 мг/г ("стимульований" зразок) та 1,15 мг/г (нативний зразок). Припущено, що внаслідок опромінення суспензії мікрохвилями можливо подолати активаційний бар'єр та зароджуються мікрокристали нерозчинних фосфатів на поверхні кристалів сорбенту. Внаслідок цього різко збільшується сорбційна ємність бентоніту за фосфат-іоном. Відзначено значний вплив кислотності та температури розчину на параметри адсорбції фосфат-іонів бентонітом.
Посилання
Chipriakova, A. P., Nigmatullina, A. A., & Miasnikov, S. K. (2011). Primenenie bentonita pri ochistke vody v sovmeshhennom kristallizatcionno-adsorbtcionnom protcesse s ultrazvukovoi intensifikatciei. (Vol. 25). Uspekhi v khimii i khimicheskoi tekhnologii, 1(117), 102–108. [In Russian].
Dmytryev, M. M., Kaznyna, N. Y., & Pynyhyna, Y. A. (1989). Sanytarno-khymycheskyi analyz zahriazniaiushchykh veshchestv v okruzhaiushchei srede. Moscow: Khymyia, 348 p. [In Russian].
Foletto, E. L., Paz, D. S., & Gundel, A. (2013). Acid-activation assisted by microwave of a Brazilian bentonite and its activity in the bleaching of soybean oil. Applied Clay Science, 83(84), 63–67. https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.08.017
Kontsur, A. Z., Karpyak, O. R., & Sysa, L. V. (2016). Some peculiarities of bentonite regeneration by means of using high-frequency emanation (on the example of biogenic ions). Scientific Bulletin of UNFU, 26(8), 292–298. https://doi.org/10.15421/40260845
Korichi, S., Elias, A., Mefti, A., & Bensmaili, A. (2012). The effect of microwave irradiation and conventional acid activation on the textural properties of smectite: Comparative study. Applied Clay Science, 59(60), 76–83. https://doi.org/10.1016/j.clay.2012.01.020
Matsuska, O. V., Sydorchuk, O. V., & Sabadash, V. V. (2014). Adsorbtsiia fosfativ pryrodnymy ta modyfikovanymy sorbentamy iz vodnykh rozchyniv. (Vol. 16, part 3). Scientific Bulletin LNUVMBT imeni S. Z. Gzhytskoho, 3(60), 342–347. [In Ukrainian].
Prokopchuk, O. I., & Hrubinko, V. V. (2007). Fosfaty u vodnykh ekosystemakh. Ternopil: TNPDU, 124 p. [In Ukrainian].
Subramanyam, B., & Das, A. (2014). Linearised and non-linearised isotherm models optimization analysis by error functions and statistical means. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 12, 92. https://doi.org/10.1186/2052-336X-12-92
Surendra, B. S., Veerabhadraswamy, M., Anil kumar H. G., Kendagannaswamy, B. K., Nagaswarupa, H. P., & Prashanth, S. C. (2017). Microwave assisted physico-chemical modification of Bentonite clay: characterization and photocatalytic activity. Materials Today: Proceedings, 4, 11727–11736. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.09.089
Sysa, L. V., Rudyk, Yu. I., & Kontsur, A. Z. (2017). Analiz izoterm adsorbtsii ioniv tsynku na bentoniti pislia obroblennia yoho nadvysokochastotnym vyprominiuvanniam. Ekolohichna bezpeka, 2(24), 45–51. [In Ukrainian].
Tarasevich, Iu. I. (1988). Stroenie i khimiia poverkhnosti sloistykh silikatov. Kyiv: Naukova dumka, 248 p. [In Russian].
Tian, B., Liu, X., Yang, H., Xie, S., Yu, C., Tu, B., & Zhao, D. (2006). General Synthesis of Ordered Crystallized Metal Oxide Nanoarrays Replicated by Microwave-Digested Mesoporous Silica. Advanced materials, 15(15), 1370–1374.
Zapolskyi, A. K., Mishkova-Klymenko, M. A., Astrelin, I. M., et al. (2000). Fizyko-khimichni osnovy tekhnolohii ochyshchennia stichnykh vod. Kyiv: Libra, 552 p. [In Ukrainian].
Авторське право (c) 2018 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.