ПРИМЕНЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОПИСАНИЯ РАВНОВЕСИЙ В СИСТЕМАХ «КАТИОНЫ МЕДИ (II) И СВИНЦА (II) – ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ»

  • Lyudmila A. Dzhigola Астраханский государственный медицинский университет
  • Olga S. Sadomtseva Астраханский государственный медицинский университет
  • Victoria V. Shakirova Астраханский государственный медицинский университет
  • Kristina V. Kargina Астраханский государственный медицинский университет
  • Elizaveta A. Syutova Астраханский государственный медицинский университет
  • Pavel B. Razgovorov Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Roman S. Nagornov Ивановский государственный химико-технологический университет
Ключевые слова: природные сорбенты, мергель, опока, глина, катионы меди и свинца, изотермы адсорбции

Аннотация

Исследованы закономерности извлечения из водных растворов катионов меди (II) и свинца (II) с помощью природных сорбентов Астраханской области – мергеля Баскунчакского месторождения, опоки Каменноярского месторождения и глины Волжского месторождения. Проведено сравнительное исследование применимости адсорбционных моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, Темкина и Дубинина-Радушкевича для описания экспериментальных изотерм адсорбции указанных катионов на поверхности алюмосиликатов; определены константы и параметры уравнений, отвечающих этим моделям. Сопоставление коэффициентов регрессии показывает, что для описания адсорбционных равновесий в системах «М2+ – глина» подходящей является модель Темкина. Модель Фрейндлиха наиболее адекватно описывает экспериментальные данные по адсорбции в системах «М2+ – мергель/опока», что выявляет гетерогенную поверхность обоих указанных материалов с большим числом энергетически разнородных активных центров. Найденные в данном случае по модели Ленгмюра коэффициенты регрессии невелики; граничные условия для описания систем с мономолекулярным покрытием не соблюдаются. Для описания процесса концентрирования ионов свинца (II) на поверхности мергеля Баскунчакского месторождения и опоки Каменноярского месторождения использована также модель Дубинина-Радушкевича; расчетные значения свободной энергии адсорбции составили 11,2 (опока) и 4,17 кДж/моль (мергель). Процесс закрепления катионов свинца на этих природных сорбентах Астраханской области протекает по ионообменному механизму. Активность адсорбции ионов Cu2+, Pb2+ на поверхности сорбентов подтверждается расчетными значениями энергии Гиббса и энтропии. Эндотермический характер процессов, протекающих с участием глины Волжского месторождения и опоки Каменноярского месторождения, объясняется значительными затратами энергии на осуществление дегидратации поверхностных групп сорбентов.

Для цитирования:

Джигола Л.А., Садомцева О.С., Шакирова В.В., Каргина К.В., Сютова Е.А., Разговоров П.Б., Нагорнов Р.С. Применение адсорбционных моделей для описания равновесий в системах «катионы меди (II) и свинца (II) – природные материалы Астраханской области». Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9-10. С. 105-112

Литература

Rozenstrauha I., Survila S., Krage L., Drille M., Sedmale G., Pastare I. Recycling possibilities of sewage sludge from water purification. J. Sustain. Architect. Civil Eng. 2012. N 1(1). P. 46-51. DOI: 10.5755/j01.sace.1.1.2617.

Abuh M.A., Akpomie G.K., Nwagbara N.K., Abia-Bassey N., Ape D.I., Ayabie B.U. Kinetic rate equations application on the removal of copper (II) and zinc (II) by unmodified lignocellulosic fibrous layer of palm tree trunk- single component system studies. Internat. J. Basic Appl. Sci. 2013. V. l (4). P. 800-809.

Sprynskyy M., Buszewski B., Terzyk A.P., Namieśnik J. Study of the selection mechanism of heavy metal (Pb2+, Cu2+, Ni2+, and Cd2+) adsorption on clinoptilolite. J. Colloid Interface Sci. 2006. V. 304 (1). P. 21-28.

Bandura L., Woszuk A., Kołody'nska D., Franus W. Application of mineral sorbents for removal of petroleum substances: a review. Minerals. 2017. V. 7. N 37. P. 2-25.

He Y., Zeng F., Lian Z., Xu J., Brookes P.C. Natural soil mineral nanoparticles are novel sorbents for pentachlorophenol and phenanthrene removal. Environ. Pollution. 2015. V. 205. P. 43-51.

Farouk R., Yousef N.S. Equilibrium and kinetics studies of adsorption copper (II) on natural biosorbent. Internat. J. Chem. Eng. Appl. 2015. V. 6. N 5. P. 319-324.

Chantawong V., Harvey N.W., Bashkin V.N. Comparison of heavy metal adsorptions by thai kaolin and ball clay. Water Air and Soil Pollution. 2003. V. 148. P. 111-125.

Moradi O., Mirza B., Norouzi M., Fakhri A. Removal of Co(II), Cu(II) and Pb (II) ions by polymer based 2-hydroxyethyl methacrylate: thermodynamics and desorption studies. Iran. J. Environ. Health Sci. Eng. 2012. V. 9 (1) P. 2-31.

Pomazkina O.I., Filatova E.G., Lebedeva O.V., Pozhidaev Yu.N. Deep purification technogenic solutions of nickel ions (II) by the modified aluminosilicate. J. Sib. Fed. Univ. Eng. Technol. 2017. V. 10 (3). P. 327-336. DOI: 10.17516/1999-494X-201710-3-327-336.

Tripathy S.S., Raichur Ashok M. Abatement of fluoride from water using manganese dioxide-coated activated alumina. J. Hazard. Mater. 2008. V. 153. P. 1043-1051.

Rao C.R., Nagendra, Karthikeyan J. Adsorption of fluoride by gamma alumina. Proceedings IWTC12. 2008. P. 141-152.

Demirbas А. Heavy metal adsorption onto agro-based waste materials: A review. J. Hazard. Mater. 2008. V. 157. Р. 220-229.

Ramazanov A.S., Esmail G.K. Sorption concentration of ions of copper, zinc, cadmium and lead from aqueous solutions of natural clay. Vestn. Dagestan. Gos. Un-ta. 2014. V. 1. P. 179-183 (in Russian).

Shakirova V.V., Sadomtseva O.S., Dzhigola L.A., Shamsuarova R.R., Syutova E.A. Sorption concentration of some heavy metal ions on natural materials in the Astrakhan region. Ecologich. Systemy I Pribory. 2015. N 2. P. 34-39 (in Russian).

Sanjieva D.A., Alykov N.M. Sorption removal of strontium from water. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2005. V. 48. N 1. P. 100-102 (in Russian).

Dzhigola L.A., Alykov N.M. Study of the sorption concentration of cesium ions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2005. V. 48. N 2. P. 87-90 (in Russian).

Tataeva S.D., Ramazanov A.Sh., Magomedova V.S., Magomedov K.E., Zeynalov R.Z. Diantipyrylpropylmethane as electrode-active component of membrane of lead selective electrode. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 2. P. 23-28 (in Russian).

Abd Kadir A., Al Bakri Abdullah M.M., Sandu A.V., Noor N.M., Abd Latif A.L., Hussin R. Usage of palm shell activated carbon to treat landfill leachate. Int. J. Conserv. Sci. 2014. V. 5. N 1. P. 117-126.

King P., Srinivas P., Kumar Y.P., Prasad V.S.R.K. Sorption of copper(II) ion from aqueous solution by Tectona grandis l.f. J. Hazard. Mater. 2006. V. 136. N 3. P. 560-566.

Gutha Y., Nettem K., Munagapati V.S., Abburi K. Biosorption of Pb (II) from aqueous solution by Solanum melongena leaf powder as a low-cost biosorbent prepared from agricultural waste. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. V. 114. N 1. P. 75-81.

Thouria B., Ammar S., Djaafar D. Adsorption of copper (II) ions from aqueous solution using bottom ash of expired drugs incineration. Adsorp. Sci. Technol. 2018. V. 36. N 1-2. P. 114-129.

Shahmohammadi-Kalalagh Sh., Babazadeh H., Nazemi A.H., Manshouri M. Isotherm and kinetic studies on adsorption of Pb, Zn and Cu by kaolinite. Caspian J. Env. Sci. 2011. V. 9. N 2. Р. 243-255.

Sveshnikova D.A., Ataev D.R., Gafurov M.M., Kunzhueva K.G., Ramazanov A.Sh. Adsorption of cesium ions on activated coals. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2010. V. 53. N 9. P. 63-65 (in Russian).

Опубликован
2018-10-22
Как цитировать
Dzhigola, L. A., Sadomtseva, O. S., Shakirova, V. V., Kargina, K. V., Syutova, E. A., Razgovorov, P. B., & Nagornov, R. S. (2018). ПРИМЕНЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОПИСАНИЯ РАВНОВЕСИЙ В СИСТЕМАХ «КАТИОНЫ МЕДИ (II) И СВИНЦА (II) – ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ». ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 61(9-10), 105-112. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20186109-10.5806a
Раздел
Экологические проблемы химии и химической технологии