Физико-химические свойства сорбентов на основе природного бентонита, модифицированного полигидроксокатионами металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Никитина Надежда Владимировна

• Никитина Надежда Владимировна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Никитина Надежда Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие сведения о глинистых минералах

1.2 Структура бентонитовых глин

1.3 Сорбционная способность бентонитовых глин

1.4 Механизмы сорбционных процессов, протекающих на бентонитовых глинах

1.5 Основные методы активации и модифицирования бентонитовых глин

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы получения модифицированных сорбентов на основе бентонита

2.2.1 Получение модифицированных сорбентов методом «золь-гель»

2.2.2 Получение модифицированных сорбентов методом «соосаждения»

2.2.3 Получение гранулированных образцов сорбентов

2.2.3.1 Метод экструзии глиняного «теста»

2.2.3.2 Метод вихревой накатки

2.3 Методы исследования

2.3.1 Анализ элементного состава исследуемых образцов

2.3.2 Рентгенофазовый анализ

2.3.3 Определение структурных характеристик исследуемых образцов

2.3.4 Определение гранулометрического состава исследуемых образцов

2.3.5 Спектроскопические исследования в инфракрасной области

2.3.6 Методика адсорбционного эксперимента

2.3.6.1 Методика изучения кинетики адсорбции тестируемых ионов

2.3.6.2 Методика изучения адсорбции тестируемых ионов в статических условиях

2.3.6.3 Методика изучения адсорбции тестируемых ионов в динамических условиях

2.3.7 Определение насыпной плотности сорбентов

2.3.8 Определение химической и механической стойкости гранул сорбентов

2.3.9 Методика изучения термодинамики процесса адсорбции катионов

никеля(П) на исследуемых сорбентах

ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ БЕНТОНИТА, МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИГИДРОКСОКАТИОНАМИ МЕТАЛЛОВ ПО МЕТОДУ «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ»

3.1 Элементный состав модифицированных сорбентов по методу «золь-гель»

3.2 Минералогический состав модифицированных сорбентов по методу «золь-гель»

3.3 Пористая структура модифицированных сорбентов по методу «золь-гель»

3.4 Адсорбционные характеристики сорбентов, модифицированных по

методу «золь-гель»

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ БЕНТОНИТА, МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИГИДРОКСОКАТИОНАМИ МЕТАЛЛОВ ПО МЕТОДУ «СООСАЖДЕНИЯ»

4.1 Сравнительное изучение физико-химических свойств бентонитов различных месторождений

4.2 Влияние количества модифицирующего компонента на величину удельной площади поверхности сорбентов

4.3 Элементный состав сорбентов, модифицированных по методу «соосаждения»

4.4 Минералогический состав сорбентов, модифицированных по методу «соосаждения»

4.5 ИК-спектральный анализ исследуемых сорбентов

4.6 Пористая структура сорбентов, модифицированных по методу «соосаждения»

4.7 Гранулометрический состав исследуемых сорбентов

4.8 Адсорбционные характеристики сорбентов, модифицированных по методу «соосаждения»

4.8.1 Исследование адсорбционного процесса на модифицированных сорбентах

4.8.2 Изотермы адсорбции катионов металлов и кислородсодержащих анионов на исследуемых модифицированных сорбентах

4.9 Определение адсорбционной способности сорбентов в динамических условиях

4.10 Термодинамика процесса адсорбции катионов никеля(П) на исследуемых сорбентах

4.11 Установление механизма адсорбции на исследуемых сорбентах

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО БЕНТОНИТА В СРАВНЕНИИ С ОТЕЧЕСТВЕННЫМИ И ЗАРУБЕЖНЫМИ ОБРАЗЦАМИ

5.1 Элементный состав исследуемых сорбентов

5.2 Адсорбционные характеристики исследуемых сорбентов

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СОРБЕНТОВ

6.1 Технологическая схема получения гранулированных сорбентов

6.2 Оценка химической и механической стойкости гранулированных сорбентов

6.3 Определение насыпной плотности гранулированных сорбентов

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе

адсорбции сорбентами, модифицированными по методу «золь-гель»

Приложение 2. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции сорбентами, модифицированными по методу «соосаждения»

Приложение 3. Результаты динамических испытаний

Приложение 4. Результаты исследования термодинамики процесса

адсорбции

Приложение 5. Изменение концентрации катионов никеля(П) в процессе

адсорбции для отечественных и зарубежных сорбентов аналогов

Приложение 6. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертационной

работы в ООО НПП «ЛИССКОН»

Приложение 7. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы в ООО «СОРБИТЕХ»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические свойства сорбентов на основе природного бентонита, модифицированного полигидроксокатионами металлов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Развитие современной науки и техники приводит к увеличению промышленного производства, в результате чего соответственно увеличивается количество отходов, выбрасываемых в окружающую среду в виде сточных вод. В роли загрязнителей могут выступать как катионы тяжёлых металлов, так и различные анионы солей. Во всех природных водах присутствуют карбонат-ионы (растворённый углекислый газ). Фосфат-, галогенид-, сульфат-ионы поступают в ходе естественных биохимических процессов, тогда как присутствие токсичных анионов мышьяка, селена, хрома и многих других элементов обусловлено в основном антропогенным фактором. В связи с этим очевидна актуальность данного исследования, направленного на разработку эффективных сорбентов для очистки питьевой воды и промышленных стоков различного происхождения от токсичных катионов и анионов, включая мышьяксодержащие.

Методов для очистки водных объектов различного назначения существует много, но наиболее эффективными и чаще используемыми являются адсорбционные методы. Достоинством этих методов является высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько загрязняющих веществ. Эффективность адсорбционной очистки достигает порядка 90% и зависит от химической природы сорбента, величины сорбционной поверхности и её доступности, от химического строения вещества и химической формы его нахождения в водной среде.

В качестве сорбентов могут выступать различные материалы, но с экономической точки зрения наиболее целесообразно использовать природные глинистые минералы и алюмосиликаты. Особое место в ряде природных алюмосиликатов занимают бентониты, которые являются дешёвыми и экологически чистыми материалами.

Целью работы является разработка способов химического модифицирования сорбентов на основе природного бентонита для

повышения их адсорбционной способности по отношению к катионам тяжёлых металлов и кислородсодержащим анионам, а также изучение физико-химических свойств полученных сорбентов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. получение эффективных сорбентов на основе природного бентонита, модифицированного полигидроксокатионами металлов методами «золь-гель» и «соосаждения»;

2. изучение структуры и физико-химических характеристик природного бентонита и модифицированных сорбентов на его основе;

3. исследование адсорбционной способности полученных сорбентов по отношению к катионам металлов и кислородсодержащим анионам;

4. установление механизма протекания адсорбции на исследуемых сорбентах;

5. оценка эффективности адсорбционных свойств разработанных гранулированных сорбентов в сравнении с отечественными и зарубежными аналогами;

6. выбор оптимального технического и конструкторско-технологического решения для разработки технологической схемы производства модифицированных сорбентов.

Научная новизна определяется совокупностью полученных в работе новых результатов:

- разработан способ получения эффективных сорбентов для очистки водных объектов различного назначения, основанный на направленном модифицировании природного бентонита полигидроксокатионами металлов методом «соосаждения»;

- установлено, что полученные гранулированные сорбенты являются наноструктурированными объектами и обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к катионам металлов и кислородсодержащим анионам;

- установлен механизм протекания адсорбции катионов металлов и анионов солей на природном бентоните и модифицированных образцах сорбентов на его основе: эндотермический характер процесса адсорбции катионов никеля(П) сорбентами на основе природного бентонита свидетельствует о том, что основным механизмом процесса адсорбции является ионный обмен; положительная величина изменения энтропии в ходе процесса адсорбции обусловлена «разрыхляемостью» поверхностных слоёв в порах сорбента при взаимодействии обменных катионов металлов с активными участками поверхности сорбента;

- показана конкурентоспособность по адсорбционным свойствам синтезированных сорбентов в сравнении с зарубежными и отечественными аналогами;

- разработана технологическая схема получения комплексных гранулированных наноструктурированных сорбентов различного назначения на основе природного бентонита.

Практическая значимость работы. Высокая химическая активность бентонитов позволяет методами химического модифицирования направленно управлять адсорбционными свойствами сорбентов на их основе, а пластичность и вяжущая способность глин делает возможным создавать комплексные гранулированные наноструктурированные сорбенты, сочетающие в себе сразу три способа очистки воды: механический, сорбционный и ионообменный.

Установлено, что полученные гранулированные сорбенты на основе бентонита, соответствуют требованиям ГОСТ Р 51641-2000 «Материалы фильтрующие зернистые» по химической и механической стойкости гранул. Показано, что модифицирование бентонита по методу «соосаждения» в технологическом плане значительно проще и экономичнее метода «золь-гель».

Соискатель являлся ответственным исполнителем НИОКР по грантам Фонда содействия инновациям (проект «Старт») по теме «Получение

комплексных гранулированных наноструктурированных сорбентов на основе природного бентонита, исследование их физико-химических, сорбционных и ионообменных свойств» («Старт-1», контракт № 11892р/21597 от 15 мая 2014 г.) и по теме «Разработка технологической схемы получения комплексных гранулированных наноструктурированных сорбентов различного назначения на основе природного бентонита» («Старт-2», контракт № 544ГС2/21597 от 22 июня 2015 г.). Результаты исследования используются при разработке технологии получения сорбентов нового поколения в ООО «СорбиТех» и ООО НПП «ЛИССКОН».

Автор защищает:

1. Способы модифицирования природного бентонита полигидроксокатионами металлов и физико-химические, адсорбционные свойства модифицированных сорбентов по отношению к катионам металлов и кислородсодержащим анионам.

2. Термодинамические характеристики модифицированных сорбентов и механизм процесса адсорбции катионов никеля(11) полученными сорбентами.

3. Оценка эффективности процесса адсорбции катионов металлов и кислородсодержащих анионов разработанными сорбентами на основе природного бентонита в сравнении с отечественными и зарубежными аналогами.

4. Технологическая схема получения гранулированных сорбентов на основе бентонита.

Апробация результатов. Основные результаты работы доложены и представлены на 7-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (г. Саратов, 2015); X, XII и XIII Всероссийских интерактивных (с международным участием) конференциях молодых учёных "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии" (г. Саратов, 2015, 2017, 2018); VII Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах» «ФАГРАН-2015» (г.

Воронеж, 2015); конференции «Разработки молодых учёных в области повышения энергоэффективности использования топливно-энергетических ресурсов», проводимой в рамках 18-ой специализированной выставки «Энергетика. Энергоэффективность. 2016» (г. Саратов, 2016); V Международной конференции-школе по химической технологии ХТ'16 (г. Волгоград, 2016); VII Международной конференции «Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология» («Композит-2016») (г. Энгельс, 2016); XX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (г. Екатеринбург, 2016); X Международной конференции молодых учёных по химии «МЕНДЕЛЕЕВ-2017» (г. Санкт-Петербург, 2017); конференции «Разработки молодых учёных в области повышения энергоэффективности использования топливно-энергетических ресурсов», проводимой в рамках IX Саратовского индустриального форума 2017 (г. Саратов, 2017); II Всероссийской научной конференции (с международным участием) «Актуальные проблемы адсорбции и катализа» (г. Плёс, 2017).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 3 статьи в журналах, включённых в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ.

Личный вклад автора. Результаты, приведённые в диссертации, получены автором или при непосредственном его участии. Автор проводил экспериментальные исследования, участвовал в интерпретации результатов, подготовке публикаций и выступлениях на конференциях.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы и семи приложений. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 72 рисунка, 76 таблиц и список литературы из 116 наименований.

ГЛАВА 1 . ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Общие сведения о глинистых минералах

Наиболее распространёнными типами горных пород являются глины, которые относятся к сложным природным минеральным системам [1]. Глины по существу состоят из микрокристаллических частиц небольшой группы минералов, называемых глинистыми минералами [2]. К глинистым минералам относятся природнодисперсные слоистые и слоисто-цепочечные силикаты, образующиеся преимущественно при химическом выветривании пород, накоплении осадков, а также при их постседиментационном преобразовании, включая возможность наложения на сформировавшиеся тем или иным путём толщи процесса гидротермальной деятельности [3]. Одной из важных особенностей кристаллического строения глинистых минералов является их способность активно взаимодействовать с водой.

Глинистые минералы составляют значительную часть осадочных пород [4], которые характеризуются определёнными свойствами, в том числе:

1. слоистой структурой;

2. анизотропией слоёв или частиц;

3. существованием нескольких типов поверхности: внешние базальные (плоские) и краевые поверхности, а также внутренние (межслойные) поверхности [5];

4. лёгкостью, с которой внешняя, а зачастую и внутренняя поверхность может быть модифицирована (путём адсорбции, ионного обмена или пересадки);

5. пластичностью;

6. отверждением при сушке или обжиге; это относится к большинству (но не ко всем) глинистым минералам [6].

Естественным физическим состоянием глинистых минералов является их высокая дисперсность. Чаще всего размер микрокристаллов таких минералов не превышает нескольких микрометров. Особенности их

кристаллического строения и их малый размер определяют высокую физико-химическую активность глинистых минералов [7].

Подробная классификация глинистых минералов, описанная в книге Грима [2], основывается на структурных особенностях глин. Традиционно глинистые минералы классифицируются как «силикаты» [6]. Главными химическими компонентами слоистых силикатов являются диоксид кремния SiO2 (30-70%), оксид алюминия Al2O3 (10-40%) и вода Н^ (5-10%). В действительности состав реальных глинистых минералов может отличаться от приведённых выше идеализированных формул. Кроме того, в глинах обычно присутствуют различные примеси: карбонаты, гипс, оксиды железа и других металлов, а также растительные или животные остатки [8].

1.2 Структура бентонитовых глин

Бентонитовые глины (бентониты) - минеральные образования, относящиеся к классу алюмосиликатов [9]. По происхождению бентониты возникают в результате изменения вулканической породы или являются аутигенными минералами [6], т.е. минералами осадочных пород, образовавшихся в процессе седиментации или последующего преобразования осадка на месте его накопления [10].

Наиболее важным минералогическим компонентом бентонитовых глин является смектит (глинистый минерал). Поэтому основное внимание уделяется минералогическому анализу смектитов. Смектитовые минералы делятся на две подгруппы: диоктаэдрические и триоктаэдрические [11].

В диоктаэдрических смектитах катионами заполнены только 2/3 всех октаэдрических пустот, а в центре октаэдров преимущественно находятся катионы Al . В триоктаэдрических смектитах все октаэдрические позиции заполнены катионами, причём в центре октаэдров преимущественно находятся катионы Mg (рисунок 1.1) [12].

К диоктаэдрическим смектитам относятся: монтмориллонит Мx/nn+[Al4-xMgx](Si8)O20(OH)4, бейделлит Мx/nn+[Al4-х](Si8-xA1x)O2o(0H)4; к

триоктаэдрическим: гекторит Мx/nn+[Mg6-xLix](Si8)O20(OH,F)4, сапонит Мx/nn+[Mg6](Si8-xА1x)О20(ОН)4; (в квадратных скобках - катионы в составе октаэдрической сетки, в круглых скобках - катионы, входящие в состав тетраэдрической сетки) [8].

Рисунок 1.1. Типы октаэдрических сеток: а - диоктаэдрическая, б -триоктаэдрическая (представлены только верхние грани октаэдров) [8] [13] [14].

Тетраэдрическая сетка образована кремнекислородными тетраэдрами, которые состоят из атома кремния и окружающих его четырёх атомов кислорода (рисунок 1.2). Шесть атомов кислорода или гидроксильных групп образуют октаэдрическую сетку. В центре октаэдра могут располагаться атомы алюминия, железа или магния. Вследствие близости размеров тетраэдрических и октаэдрических сеток, они легко могут совмещаться друг с другом, при этом образовывать единый гетерогенный слой [7].

Рисунок 1.2. Кремнекислородный тетраэдр (слева) и алюмогидроксильный октаэдр (справа), где • - атом кремния, о - атомы кислорода, ® - атомы алюминия, железа или магния [15].

Основным компонентом бентонитовых глинистых минералов является монтмориллонит, имеющий элементарный структурный слой типа 2:1

(трёхэтажный слой), состоящий из двух тетраэдрических сеток и расположенной между ними октаэдрической сетки (рисунок 1.3) [3] [6] [16].

Рисунок 1.3. Структура монтмориллонита 1 - кислород; 2 - гидроксилы;

3 - алюминий, железо, магний; 4 - кремний, иногда алюминий [6].

Слои непрерывны в направлениях осей а и Ь и укладываются друг над другом в направлении с, со степенью порядка в зависимости от вида минерала смектитовой глины.

В слоях могут происходить умеренно изоморфные замещения, которые могут изменяться в зависимости от вида смектита глинистого минерала, например, А13+ может быть заменён на Si4+ в тетраэдрических сетках, а Mg2+ на А1 в октаэдрических сетках [17]. Из-за этих замен 2:1 слои электрически не нейтральны (они имеют отрицательный заряд), с дефицитом около 0,66 одновалентных катионов в элементарной ячейке. Этот отрицательный заряд

компенсируется межслойными катионами (№+, Li+, Са2+, К+, Mg2+, иногда группой -ЫИ3) и молекулами воды [18]. Это и является источником катионообменной способности смектитовых глинистых минералов [19] [20].

В зависимости от состава обменного комплекса различают щелочные (натриевые и кальций-натриевые) и щелочноземельные (кальциевые, магний-кальциевые, кальций-магниевые) бентониты. Это различие обусловлено особенностями кристаллического строения смектитов, благодаря которым бентониты обладают многими специфическими свойствами, наиболее ценное из которых - ионообменная способность [21].

Наибольшей ионообменной способностью обладают натриевые бентониты. Особенностью кальциевых бентонитов является их слабое разбухание, что позволяет их использовать в качестве фильтрующего материала при очистке водных растворов [22].

Важной в практическом отношении особенностью минералов группы монтмориллонита является их свойство набухать в присутствии воды, а при нагревании постепенно отдавать адсорбированную воду [19].

Для монтмориллонита характерна не сильно прочная связь между слоями, что обусловлено молекулярными силами. Он имеет раздвижную кристаллическую структуру. Это связано с тем, что в кристаллической решётке за счёт ван-дер-ваальсовых сил осуществляется взаимодействие между кислородной базальной поверхностью одного слоя с такой же поверхностью другого слоя. Энергия таких сил не превышает 8-12 кДж/моль [23]. При гидратации монтмориллонита обменные катионы и молекулы воды проникают в межслоевое пространство, тем самым существенно увеличивают межслоевое расстояние, в результате чего происходит внутрикристаллическое набухание [7]. Способность к внутрикристаллическому разбуханию монтмориллонита в присутствии воды зависит от рода обменных катионов. В большей степени она проявляется для натриевых форм, и в меньшей степени у кальциевых форм монтмориллонитов [4].

Молекулы воды могут проникать между частицами монтмориллонита, формируя так называемый единый ионно-гидратный слой. Формирование такой структуры наступает уже на этапе кристаллизации минерала. На рисунке 1.4 представлена схема кристаллической структуры монтмориллонита в состоянии внутрикристаллического набухания.

Рисунок 1.4. Схема структуры монтмориллонита: 1 - кислород; 2 - гидроксильная группа; 3 - кремний; 4 - алюминий или железо; 5 - магний; 6 - молекулы воды ионно-гидратного слоя; 7 - межслоевые катионы; 8 - ионная связь; 9 - водородная межмолекулярная связь; 10 - водородная гидроксильная связь [24].

На схеме показано местоположение избыточного отрицательного заряда на кислороде октаэдрической сетки, вхождение молекулы воды в гексагональное отверстие тетраэдрической сетки и её взаимодействие с кислородом, несущим отрицательный заряд. Эта молекула, непосредственно или опосредованно через молекулы воды гидратной оболочки как правило, двухвалентного катиона-компенсатора отрицательного заряда решётки формирует основу для вертикально-горизонтальной координации молекул воды между частицами монтмориллонита (в данном случае - трёхслойной сетки) [24].

Не сильная прочность связи воды в структуре монтмориллонита обусловливает необратимую его дегидратацию при сравнительно невысокой температуре (до 600°С), что приводит к сжатию кристаллической решётки до 0,96-0,98 нм. При этом указанный процесс состоит из двух стадий. Вначале при нагревании до 200°С выделяется адсорбированная и межслоевая вода, причём у Ка-разновидности минерала эта реакция протекает в один этап, а у Са-разновидности - в два этапа, из которых последний проявляется слабее. Затем при температуре около 600°С происходит необратимая дегидроксилация структуры [3]. При нагревании примерно до 575°С, после потери молекулярной воды, кристаллическая решётки перестраивается [19].

1.3 Сорбционная способность бентонитовых глин

Благодаря низкой величине заряда и слабому электростатическому взаимодействию между трёхслойными поверхностями и межслоевыми катионами минералы монтмориллонитовой группы способны к межслоевой сорбции различных веществ - катионов, молекул воды, многих органических соединений. Другими словами, в минералах этой группы реакции обмена, поглощения и десорбции веществ могут происходить не только на внешних, но и на внутренних поверхностях кристаллитов. Значительная часть ёмкости катионного обмена монтмориллонитов обусловлена изоморфными замещениями в решётке и поэтому не зависит от рН, но на боковых гранях

монтмориллонитовых частиц присутствуют гидроксильные группы, которые могут быть источником, зависящим от рН и кислотности [25].

Адсорбция катионов металлов на поверхности алюмосиликатов может происходить в трёх различных формах: в виде внутрисферных комплексов (специфическая адсорбция), в виде внешнесферных комплексов (неспецифическая адсорбция) и в диффузном слое [26].

На рисунке 1.5 показан состав поверхности слоистых силикатов, содержащей несколько типов активных центров, по которым происходит адсорбция.

3

. 1 1

Рисунок 1.5. Типы поверхностей монтмориллонита: 1 - элементарный слой; 2 - поверхность отдельных слоёв (поверхность 3-го рода); 3 - базальная поверхность (поверхность 2-го рода); 4 - поверхность скола (поверхность 1-го рода) [27].

Поверхности отдельных слоёв, несущие отрицательный заряд, ответственны за наличие основной массы обменных катионов (поверхность 3-го рода). На базальных поверхностях расположены ионы кислорода и гидроксильные группы (поверхность 2-го рода). На поверхностях скола (боковых гранях) имеются нескомпенсированные электровалентные связи, а также разноимённо заряженные центры адсорбции катионов и анионов -атомы и группы Si, А1, О, Mg, ОН, несущие преимущественно, положительный заряд (поверхность 1-го рода) [27].

Известно, что адсорбция ионов на глинистых минералах контролируется различными механизмами, к которым относятся ионный

обмен, электростатическое взаимодействие и процессы комплексообразования. Сольватная оболочка и рН среды, а также способность простых ионов образовывать комплексные ионы влияет на их способность вступать в электростатическое взаимодействие с заряженной в растворе поверхностью адсорбента [28].

Указанные ранее особенности строения решётки глинистых минералов, вместе с их высокой дисперсностью, а потому и чрезвычайно развитой поверхностью, обусловливают довольно большую адсорбционную способность активно поглощать из растворов различные ионы и вещества [29].

Ещё одним из важных моментов является то, что частицы глинистых минералов способны гидратироваться в воде. В результате чего вокруг их поверхности формируется двойной электрический слой (ДЭС) [30, 31]. Отрицательно заряженная поверхность глинистой частицы образует внутреннюю часть ДЭС, а адсорбционный и диффузный слои гидратированных катионов образуют внешнюю часть ДЭС. Структура ДЭС находится в зависимости от рН и концентрации солей раствора, в котором он формируется. Вследствие кристаллохимических особенностей строения глинистых минералов при изменении рН раствора происходит перезарядка торцевых участков глинистых частиц. Это связано с амфотерными свойствами поверхности бокового скола октаэдрической сетки, который ведёт себя подобно гидроксиду алюминия. В щелочной среде скол октаэдрической сетки диссоциирует по кислому типу:

А1(ОН)3 ^ А1(ОН)2<Э- + Н+, а в кислой среде скол диссоциирует по щелочному типу:

А1(ОН)3 ^ А1(ОН)2++ ОН- .

В результате этого процесса боковой скол глинистой частицы в щелочной среде заряжается отрицательно, а в нейтральной и кислой средах -положительно.

Изменение заряда на торцевых участках глинистых частиц приводит к формированию в щелочных условиях одноимённо заряженного, а в кислых и нейтральных знакопеременного ДЭС. Толщина диффузного слоя находится в зависимости от состава и концентрации солей в водном растворе, расположенном вокруг частицы глинистых минералов. Она максимальна при отсутствии солей и резко сокращается по мере увеличения их концентрации

[7].

1.4 Механизмы сорбционных процессов, протекающих на

бентонитовых глинах

Высокая поглотительная способность глин, состоящих из минералов группы монтмориллонита широко используются в различных отраслях промышленности [19].

Из всех глинистых минералов наибольшей ёмкостью поглощения обладают вермикулит и монтмориллонит (80-150 мг-экв/100 г). Высокая сорбционная ёмкость монтмориллонита объясняется тем, что в его кристаллах обмен ионами происходит не только на внешней поверхности, но и внутри кристаллической решётки в полостях между кремнекислородными тетраэдрическими слоями. Механизм сорбции загрязнений из воды на глинистых минералах достаточно сложен и обусловлен различными химическими взаимодействиями: водородными связями, ионно-дипольным и ион-ионным взаимодействиями, координационными связями, кислотно-щелочными реакциями и ван-дер-ваальсовыми силами [6, 32].

Сорбционные процессы, осуществляемые монтмориллонитами, происходят по трём механизмам:

а) по типу замещения катионами обменного катионного комплекса, размещающегося как между элементарными слоями, так и по базальным поверхностям частиц минералов (ионный обмен);

б) с помощью водородных связей во внешних гидроксильных группах (образование хелатных комплексов с поверхностными гидроксогруппами минерала);

в) с помощью валентных «оборванных» связей на краях и углах, на сдвиговых ступенях роста кристаллов монтмориллонита.

Обычно указанные процессы протекают одновременно, с преобладанием одного из них [33].

При описании модели сорбции необходимо учитывать основные факторы, влияющие на сорбцию, к которым относятся: рН среды, концентрация сорбируемого иона, природа и концентрация электролита, природа сорбента [34].

Главными причинами катионного обмена глинистых минералов являются:

1. Изоморфные замещения в октаэдрическом (Бе3+, Л13+^М^2+) и тетраэдрическом слоях (Б14+^Л13+), приводящие к избыточному отрицательному заряду кристаллической решётки, который может компенсироваться внеструктурными обменными катионами [35].

2. Разрыв химических связей в тетраэдрической и октаэдрической структурах кристаллов, приводящий к появлению на боковых гранях гидроксильных групп, водород которых может вступать в обменные реакции [27].

Большое число природных минералов обладает свойствами ионитов, они построены по одному общему принципу - имеют каркас с избыточным зарядом и подвижные противоионы. Минералы группы монтмориллонита относятся к алюмосиликатам с рыхлой слоистой структурой, способные к интерламинарному набуханию. Их противоионы находятся в межслоевых пространствах, поэтому возможен обмен катионов. Также монтмориллониты содержащие алюмосиликаты, могут действовать как аниониты, при этом происходит обмен гидроксильных групп на анионы [36].

Сорбция тяжёлых металлов на глинах протекает в основном по двум механизмам: ионный обмен (обмен катионами, находящимися в межслоевых пространствах монтмориллонита) и образования хелатных комплексов с поверхностными гидроксильными группами минерала [37]. Механизм протекания сорбционного процесса может меняться в зависимости от состава природного минерала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Никитина Надежда Владимировна, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов В. Н. Формирование микроструктуры глинистых пород // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 7. С. 83-88.

2. Грим Р. Э. Минералогия и практическое использование глин. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1956. 454 с.

3. Котельников Д. Д., Конюхов А. И. Глинистые минералы осадочных пород. M.: Недра, 1986. 247 с.

4. Овчаренко Ф. Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов. Киев: Академия наук Укр. ССР, 1961. 275 с.

5. Annabi-Bergaya F., Cruz M. I., Gatineau L., Fripiat J. J. Adsorption of alcohols by smectites. I. Distinction between internal and external surfaces // Clay Minerals. 1979. Vol. 14. P. 249-258.

6. Bergaya F., Theng B. K. G., Lagaly G. Developments in Clay Science. V. 1. Handbook of Clay Science. Amsterdam: Elsevier Science, 2006. 1224 pp.

7. Соколов В. Н. Глинистые породы и их свойства // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6, № 9. С. 59-65.

8. Розенгарт М. И., Вьюнова Г. М., Исагулянц Г. В. Слоистые силикаты как катализаторы // Успехи химии. 1988. Т. 57, № 2. С. 204-227.

9. Переломов Л. В., Лагунова Н. Л., Переломова И. В., Сюндюкова К. В., Хасая Д. А. Адсорбция свинца натриевым бентонитом и бентонитом, модифицированным гидроксидом алюминия, в присутствии органических кислот // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. № 6. Ч. 2. С. 237-245.

10. Теодорович Г. И. Аутигенные минералы осадочных пород / Акад. наук СССР. Ин-т нефти. Лаборатория минералогии и условий образования битуминозных свит. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1958. 225 с.

11. Grim Ralph E. G. N. Bentonites: Geology, Mineralogy, Properties and Uses. 24th ed. Elsevier Science, 1978. 255 pp.

12. Скрябина О. А. Минералогический состав почв и почвообразующих пород. Учебное пособие. Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО "Пермская ГСХА", 2011. 117 с.

13. Звягин Б. Б. Электронография и структурная кристаллография глинистых минералов. М.: Наука, 1964. 282 pp.

14. Франк-Каменецкий В. А., Котов Н. В., Гойло Э. А. Трансформационные преобразования слоистых силикатов при повышенных р-Т- параметрах. Недра, 1983. 151 с.

15. Орлов Д. С. Химия почв. М.: Изд-во Моск.ун-та, 1985. 376 с.

16. Осипов В. И., Соколов В. Н., Румянцева Н. А. Микроструктура глинистых пород. М.: Недра, 1989. 211 с.

17. Мак-Юан Д. М. К. Изучение и структура глинистых минералов. М.: Изд-во Мир, 1965. 394 с.

18. Трофимов В. Т., Королев В. А. Грунтоведение. 6-е изд. М.: Изд-во МГУ, 2005. 1024 с.

19. Бетехтин А. Г. Минералогия. М.: Государственное издательство геологической литературы, 1950. 479 с.

20. Wei J., Zhuc , et al. Simultaneous sorption of crystal violet and 2-naphthol to bentonite with different CECs // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 166. P. 195-199.

21. Оразова С. С., Белов В. М., Евстигнеев В. В. Эффектривность использования природных сорбентов восточного Казахстана в очистке воды от ионов тяжелых металлов (Cu2+) // Известия Томского политехнического университета. 2007. Т. 311, № 2. С. 150-152.

22. Рамазанов А. Ш., Есмаил Г. К., Свешникова Д. А. Кинетика и термодинамика сорбции ионов тяжелых металлов на монтмориллонит содержащей глине // Сорбционные и хроматографические процессы. 2015. Т. 15, № 5. С. 672-682.

23. Гольдберг В. М., Скворцов Н. П. Проницаемость и фильтрация в глинах. М.: Недра, 1986. 160 с.

24. Федорин Р. П., Храмченков М. Г. Набухание глин и фильтрация растворов в глинах // Учёные записки Казанского государственного университета. 2010. Т. 152, № 1. С. 235-243.

25. Соколова Т. А., Дронова Т. Я., Толпешта И. И. Глинистые минералы в почвах: Учебное пособие. Тула: Гриф и К, 2005. 336 с.

26. Соколова Т. А., Трофимов С. Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен: учебное пособие по некоторым главам химии почв. Тула: Гриф и К, 2009. 172 с.

27. Арипов Э. А., Агзамходжаев А. А. Активные центры монтмориллонита и хемосорбция. Ташкент: ФАН, 1983. 164 с.

28. Stathi P., Papadas I. T., Tselepidou A., Deligiannakis Y. Heavy-metal uptake by a high cation-exchange-capacity montmorillonite: the role of permanent charge sites // Global NEST Journa. 2010. Vol. 12, No 3. P. 248-255.

29. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир,

1984. 310 с.

30. Королев В. А. Связанная вода в горных породах: новые факты и проблемы // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 9. С. 79-85.

31. Сергеев Е. М. Грунтоведение. М.: Изд-во МГУ, 1983. 392 с.

32. Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды. Л.: Химия, 1982. 168 с.

33. Везенцев А. И., Королькова С. В., Воловичева Н. А. Установление кинетических закономерностей сорбции ионов Си2+ нативными и магний - замещенными формами монтмориллонитовых глин // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10, № 1. С. 115-120.

34. Печенюк С. И. Сорбция анионов на оксигидроксидах металлов (обзор) // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8, № 3. С. 380429.

35. Kloprogge J. T. Synthesis of Smectites and Porous Pillared Clay Catalyst: Review // J. of Porous Materials. 1998. Vol. 5, P. 5-41.

36. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена. М.: Издательство иностранной литературы, 1962. 491 с.

37. Костин А. В., Мосталыгина Л. В., Бухтояров О. И. Изучение механизма сорбции ионов меди и свинца на бентонитовой глине // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12, № 6. С. 949-957.

38. Рамазанов А. Ш., Есмаил Г. К. Сорбционное концентрирование ионов меди, цинка, кадмияи свинца из водных растворов природной глиной // Вестник Дагестанского государственного университета. 2014. № 1. С. 179-183.

39. Дмитриева Е. Д., Горячева А. А., Сюндюкова К. В., Музафаров Е. Н. Сорбционная способность природного и модифицированного монтмориллонита по отношению к ионам меди в присутствии органических кислот // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. С. 813-820.

40. Осипов В. И., Соколов В. Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС, 2013. 576 с.

41. Боева Н. М., Бочарникова Ю. И., Новиков В. М. Зависимость энтальпии дегидратации от обменных катионов монтмориллонита в бентоните острова Сахалин // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2015. № 4. С. 84-90.

42. Гуменский Б. М. Основы физико-химии глинистых грунтов. М.: Недра, 1990. 235 с.

43. Печенюк С. И. Современное состояние исследований сорбции

неорганических соединений из водных растворов оксигидроксидами // Успехи химии. 1992. Т. 61, № 4. С. 711-733.

44. Григорьева Е. А. Сорбционные свойства глауконита Карийского месторождения. дис.. канд. хим. наук : 02.00.04. / Екатерина Алексеевна Григорьева ; науч. рук. Ю. И. Сухарев ; Ком. по высшему образованию РФ. Челябинск. 2004. 140 с.

45. Бадмаева С. В. Поверхностные электрические свойства монтмориллонита в водной среде // Вестник Бурятского Государственного Университета. 2014. № 3. С. 29-31.

46. Пинский Д. Л. Ионообменные процессы в почвах. Пущино. 1997. 166 с.

47. Тарасевич Ю. И., Овчаренко Ф. Д. Адсорбция на глинистых минералах. Киев: Наукова Думка, 1975. 351 с.

48. Шакирова В. В., Пакалова Е. В., Типишова А. В. Новый сорбент для очистки сточных вод от токсикантов органического и неорганического происхождения // Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ. 2012. № 2 (3). С. 61-64.

49. Tahir S. S., Naseem R. Removal of Cr(III) from tannerywastewater by adsorption onto bentonite clay // Separation and Purification Technology.

2007. No 53. P. 312-321.

50. Rawajfih Z., Nsour N. Characteristics of phenol and chlorinated phenols sorption onto surfactant-modified bentonite // Journal of Colloid and Interface Science. 2006. No 298. P. 39-49.

51. Demirbas A., Sari A., Isildak O. Adsorption thermodynamics of stearic acid onto bentonite // Journal of Hazardous Materials. 2006. No 135. P. 226-231.

52. Asselman T., Garnier G. Adsorption of model wood polymers and colloids on bentonites // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2000. No 168. P. 175-182.

53. Bojemueller E., Nennemann A., Lagaly G. Enhanced pesticide adsorption by thermally modified bentonites // Applied Clay Science. 2001. No 18. P. 277284.

54. Bors J., Dultz S., Riebe B. Organophilic bentonites as adsorbents for radionuclides I. Adsorption of ionic fission products // Applied Clay Science. 2000. No 16. P. 1-13.

55. Eren E., Afsin B. Investigation of a basic dye adsorption from aqueous solution onto raw and pre-treated bentonite surfaces // Dyes and Pigments.

2008. No 76. P. 220-225.

56. Ягубов А. И. Сорбционные процессы очистки сточных вод от метилена

голубого на Fe(III) бентоните: экспериментальные исследования и моделирование // Конденсированные среды и межфазные границы. 2007. Т. 9, № 2. С. 177-181.

57. Сорочкина Е. А., Смотраев Р. В. Исследование характеристик пористой структуры сорбентов на основе гидратированных оксидов циркония и алюминия. // Пращ Одеського полггехшчного I ушверситету. Вип. 3(42). 2013. P. С. 253-256.

58. Куртукова Л. В., Сомин В. А., Комарова Л. Ф. Изменение свойств бентонитовых глин под действием различных активаторов // Ползуновский вестник. 2013. № 1. С. 287-289.

59. Valenzuela Diaz F. R., Souza Santos P. Studies on the acid activation of braziliansmectitic clays // Quim. Nova. 2001. Vol. 24, No 3. P. 345-353.

60. Eloussaief M., Benzina M. Efficiency of natural and acid-activated clays in the removal of Pb(II) from aqueous solutions // J. of Hazard. Mat. 2010. Vol. 178, No 1-3. P. 753-757.

61. Мосталыгина Л. В., Чернова Е. А., Бухтояров О. И. Кислотная активация бентонитовой глины // Вестник ЮУрГУ. 2012. № 24. С. 57-61.

62. Акимбаева А. М., Ергожин Е. Е. Оценка структурных и сорбционных характеристик активированного бентонита // Коллоидный журнал. 2007. Т. 69, № 4. С. 437-443.

63. Балыкбаева Г. Т., Тамшыбаев С., Кыргызбаева А. М. ИК-спектры модифицированной бентонитовой глины // Вестник науки и образования. 2016. № 5 (17). С. 6-7.

64. Аннагиев М. Х., Мамедов У. А. Исследование текстурных характеристик бентонитов месторождения Гызыл-Даре (Азербайджан) // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2010. № 2. С. 10-13.

65. Novakovic T., Rozic L., Petrovic S., Rosic A. Synthesis and characterization of acid-activated Serbian smectite clays obtained by statistically designed experiments // Chemical Engineering Journal. 2008. No 137. P. 436-442.

66. Арипов З. А. Природные минеральные сорбенты, их активирование и модифицирование. 1970. Фан, Ташкент. 251 с.

67. Бельчинская Л. И., Козлов К. А., Бондаренко А. В., Петухова Г. А., Губкина М. Л. Изучение структурных и адсорбционных характеристик при активации и модификации природных силикатов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2007. Т. 7, № 4. С. 571-576.

68. Lima W. S., Fiquene de Brito A. L., Rodrigues M. G. F., Mota M. F., Silva M. M. Characterization of national clays after acid treatment and thermal //

Materials science forum. 2015. Vol. 805. P. 662-666.

69. Сулейманова Е. А., Гизатуллин Б. И., Архипов Р. В., Трофимова Ф. А., Лыгина Т. З. Исследование влияния активации на гидратационные свойства бентонитов методом ЯМР // Вестник Казанского Технологического университета. 2011. № 18. С. 50-55.

70. Дудина С. Н. Повышение сорбционной способности природных глин электромагнитной активацией: дис.. канд. техн. наук : 02.00.11; науч. рук. Н. А. Шаповалов; Ком. по высшему образованию РФ, Белгор. гос. техн. ун-т. Белгород. 2008. 156 с.

71. Иванова Е. Н., Бурмистрова Н. H., Алехина М. Б., Конькова Т. В. Адсорбенты для разделения газовой смеси кислород-аргон на основе пилларированных монтмориллонитовых глин // Успехи в химии и химической технологии. 2015. Т. XXIX, № 3. С. 74-76.

72. Baksh M. S. A., Yang R. T. Unique adsorption properties energy profiles of microporous and potential pillared clays // American Institute of Chemical Engineers Journal. 1992. Vol. 38, No 9. P. 1357-1368.

73. Molinard A., Vansant E. E. Controlled gas adsorption properties of various pillared clays // Adsorption. 1995. Vol. 1, No 1. P. 49-59.

74. Ханхасаева С. Ц., Бадмаева С. В., Дашинамжилова Э. Ц., Тимофеева М. Н., Бургина Е. Б., Буднева А. А., Паукштис Е. А. Влияние модифицирования на структурные, кислотные и каталитические свойства слоистого алюмосиликата // Кинетика и катализ. 2004. Т. 45, № 5. С. 748-753.

75. Kloprogge J. T., Duong L. V., Frost R. L. Review of the synthesis and characterization of pillared clays and related porous materials for cracking of vegetable oil to produce biofuels // Environmental Geology, March 3, published online. 2005. P. 1-36.

76. Ягубов А. И. Исследование динамики сорбции метилена голубого на термообработанном бентонте // Конденсированные среды и межфазные границы. 2005. Т. 7, № 1. С. 77-80.

77. Ким О. К., Волкова Л. Д., Закарина Н. А. Пилларированные алюминием и железом слоистые алюмосиликаты в процессах очистки водных растворов от хрома(Ш) // Башкирский химический журнал. 2011. Т. 18, № 3. С. 62-65.

78. Бекман И. Н. Новые функциональные материалы для химикотехнологических систем экологического назначения. Отчёт. Москва. 2001. 98 с.

79. Кирсанов Н. В., Ратеев М. А., Сабитов А. А., и др. Генетические типы и закономерности распространения месторождений бентонитов в СССР. М.: Недра, 1981. 214 с.

80. Костин А. В., Мосталыгина Л. В., Филистеев О. В., Бухтояров О. И. Особенности сорбции ионов никеля и меди на бентонитовой глине Зырянского месторождения Курганской области // Вестник ЮУрГУ, Серия «Химия». 2009. № 12, Вып. 1. С. 37-41.

81. Narayanan С., Deshpande К. Alumina pillared montmorillonite: characterization and catalysis of toluene benzylation and aniline ethylation // Applied Catalysis A: Genegal. 2000. Vol. 193, No. 1-2. P. 17-27.

82. Tichit D., Fajula F., Figueras F. Sintering of montmorillonites pillared by hydroxy-aluminum species // Clays and Clay Minerals. 1988. Vol. 36, No. 4. P. 369-375.

83. ГОСТ Р 51641-2000 Материалы фильтрующие зернистые. Общие технические условия. https://standartgost.ru/g/ГОСТ_Р_51641-2000.

84. Казаринов И. А., Коноплянцева Н. А., Гамаюнова И. М. Физическая и коллоидная химия: Учеб. пособие для студ. Саратов. 2006. 188 с.

85. Сорбция солей железа природными сорбентами на основе алюмосиликатов в сравнении с активированным адсорбентом ГЛИНТ, промежуточный технический отчёт. Саратов. 2011. 153 с.

86. Заикин А. Е. Разработка технологии сорбционной очистки стоков гальванического производства от ионов хрома. канд. дисс. Санкт-Петербург. 2007. 169 с.

87. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов. М.: Высшая школа, 2006. 527 с.

88. Тарасевич Ю. И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. Киев: Науковая думка, 1988. 248 с.

89. Вакалова Т. В. Глины. Особенности структуры и методы исследования. Томск: ТГУ, 1998. 121 с.

90. Ракитская Т. Л., Киосе Т. А., Джига А. М., Топоров С. В. ИК-спектральное исследование структуры и фазового состава бентонитов Украины // Вюник ОНУ. Хiмiя. Том 17, Випуск 1 (41). 2012. С. 13-19.

91. Вячеславов А. С., Померанцева Е. А. Измерение площади поверхности и пористости методом капиллярной конденсации азота: методическая разработка. Москва. 2006. 55 с.

92. Гинзбург И. И., Рукавишникова И. А. Минералы древней коры выветривания Урала. 1951. 716 с.

93. Haimann U., Endell K. U. Kfistallstruktur and Quellung von Montmorilonite //Z. Kristallographile. 1933. T 86. С. 340-348.

94. Кормош Е. В. Модифицирование монтмориллонитсодержащих глин для комплексной сорбционной очистки сточных вод. автореф. дисс.. канд. техн. наук: 02.00.11 / Кормош Екатерина Викторовна. Белгород. 2009. 22 с.

95. Шеин Е. В. Гранулометрический состав почв: проблемы методов исследования, интерпретации результатов и классификаций // Почвоведение. 2009, № 3. С. 309-317

96. Thomas J. M. , Thomas W. J. Introduction to the Principles of Heterogeneous Catalysis. Academic Press. New York, 1967. 401 pp.

97. Басоло Ф., Пирсон Р. Механизмы неорганических реакций. Изучение комплексов металлов в растворе. М: Мир, 1971.

98. Комиссаренков А. А., Федорова О. В. Сорбционные технологии. Определение свойств сорбентов: учебно-методическое пособие / СПбГТУРП. СПб. 2015. 44 с.

99. Naseem R., Tahir S. S. Removal of Pb(II) from Aqueous // Acidic Solutions by Using Bentonite as an Adsorbent. Water Research. Vol. 35. No. 16. 2001. P. 3982-3986.

100. Karapinar N., Donat R. Adsorption behaviour of Cu and Cd onto natural bentonite // Desalination. 249. 2009. P. 123-129.

101. Saeed M. M., Radioanal J., Nucl. Chem. 256. 2003. P. 73-77.

102. Березин И. В., Мартинек К. Основы физической химии ферментативного катализа. М.: Высшая школа. 1977. 280 с.

103. Свиридов А. В., Юрченко В. В., Свиридов В. В., Ганебных Е. В. Сорбция катионов меди и никеля на слоистых алюмосиликатах // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16, № 1. С. 78-86.

104. Путилина В. С., Галицкая И. В., Юганова Т. И. Адсорбция тяжелых металлов почвами и горными породами. Характеристики сорбента, условия, параметры и механизмы адсорбции. 9-е изд. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 2009. 155 с.

105. Косарев А. В., Кошелев А. В., Заматырина В. А., Тихомирова Е. И., Атаманова О. В., Истрашкина М. В. Характеристики адсорбции ионов перходных металлов на органомодифицированном бентоните в задаче эффективности очистки сточнх вод // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2017. № 5-6 (39-40). С. 111-112.

106. Darsa P. Siantar, José J. Fripiat. Lead Retention and Complexation in a

Magnesium Smectite (Hectorite) // Journal of Colloid and Interface Science. 1995. No. 169. P. 400-407.

107. Tournassat C., Ferrage E., Poinsignon C., Charlet L. The titration of clay minerals: II. Structure-based model and implications for clay reactivity 2004. No. 273. P. 234-246.

108. Nagy N. M., Konya J. The interfacial processes between calcium-bentonite zinc ion // Colloids and Surfaces. 1988, No. 32. P. 223-235.

109. Ferris A. P., Jepson W. B. The exchange capacities of kaolinite and the preparation of homoionic clays // Journal of Colloid and Interface Science. 1975. No. 51. P. 245-259.

110. Theng B. K. G. Clay-polymer interactions: summary and perspectives // Clay and Clay Minerals. 1982. V. 30, No. 1. P 1-10.

111. Пимнева Л. А., Лебедева А. А. Исследование адсорбции ионов меди(П) модифицированными природным сорбентом // Международный журнал экспериментального образования. 2016, № 9. С. 69-70.

112. Жумамурат М. С. Выбор природных сорбентов для очистки сточных вод // Известия Национальной академии наук Республики Казахстана. Серия химии и технологии. 2017, № 1. С. 59-66.

113. Кахраманов Н. Т. Состояние проблемы сорбционной очистки воды от тяжелых металлов // Вода: химия и экология. 2013, № 6. С. 40-52.

114. Михайлов Г. Г., Морозова А. Г., Лонзингер Т. М., Лонзингер А. В., Пашкеев И. Ю. Особенности необратимой сорбции катионов тяжелых металлов гранулированным сорбентом на основе силикатов и алюмосиликатов кальция // Вестник ЮУрГУ. 2011, № 12. С. 45-53.

115. ТУ 2164-001-36243868-2009 Комплексный гранулированный наносорбент КГН-1. http://docs.cntd.ru/document/437171466.

116. ТУ 2163-001-01115840-94 Адсорбент алюмосиликатный активированный для очистки воды. http://docs.cntd.ru/document/415960485.

Приложение 1

Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции сорбентами, модифицированными по методу «золь-гель»

Таблица 1.1. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. 1 (исходная концентрация раствора 158 мг/л)

Время адсорбции, мин Сравн (MnÜ4") , мг/л А, мг/г

Номер опыта среднее

5 156 0,5

15 141 1,7

30 128 3,1

60 124 4,0

120 117 4,2

180 113 4,3

Таблица 1.2. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. 1

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А, (мг/г-1)

0 0 0

32 17±1 1,5±0,1 0,0600 0,6696

63 40±2 2,3±0,1 0,0248 0,4373

79 53±2 2,6±0,1 0,0188 0,3896

158 123±6 3,5±0,2 0,0081 0,2857

237 199±9 3,8±0,2 0,0050 0,2609

316 276±13 4,0±0,2 0,0036 0,2479

Таблица 1.3. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. 1-О

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/A, (мг/г)-1

0 0 0

32 22±1 0,9±0,05 0,0448 1,0791

63 49±2 1,4±0,1 0,0203 0,7212

79 64±2 1,5±0,1 0,0155 0,6818

158 141±7 1,7±0,1 0,0071 0,5769

237 218±10 1,9±0,1 0,0046 0,5357

316 295±13 2,1±0,1 0,0034 0,4762

Таблица 1.4. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. А1_5-зг

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0

32 6,0±0,3 2,6±0,1 0,1667 0,3906

63 17±1 4,6±0,2 0,0588 0,2165

79 24±1 5,5±0,3 0,0417 0,1818

158 61±3 9,7±0,5 0,0164 0,1031

237 110±5 12,7±0,6 0,0091 0,0787

316 178±8 13,8±0,7 0,0056 0,0725

Таблица 1.5. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. Fe_5-зг

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0

32 8,0±0,4 2,3±0,1 0,1200 0,4298

63 21±1 4,2±0,2 0,0476 0,2370

79 28±1 5,1±0,3 0,0357 0,1961

158 67±3 9,1±0,5 0,0150 0,1095

237 115±5 12,2±0,6 0,0087 0,0820

316 185±9 13,1±0,7 0,0054 0,0763

Таблица 1.6. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. Fe_3-О-зг

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0

32 9,0±0,5 2,3±0,1 0,1111 0,4425

63 25±1 3,8±0,2 0,0400 0,2618

79 35±2 4,4±0,2 0,0283 0,2290

158 96±5 6,2±0,3 0,0105 0,1604

237 166±8 7,1±0,4 0,0060 0,1413

316 240±11 7,6±0,4 0,0042 0,1320

Таблица 1.7. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. Fe_5-0-3r

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/A, (мг/г)-1

0 0 0

32 7,0±0,4 2,4±0,1 0,1364 0,4121

63 21±1 4,3±0,2 0,0487 0,2344

79 29±1 5,0±0,2 0,0345 0,2000

158 81±4 7,7±0,4 0,0123 0,1299

237 148±7 8,9±0,4 0,0068 0,1118

316 224±10 9,2±0,5 0,0045 0,1088

Таблица 1.8. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. Fe_10-0-3r

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/A, (мг/г)-1

0 0 0

32 14±1 1,8±0,1 0,0714 0,5682

63 36±2 2,7±0,1 0,0278 0,3681

79 47±2 3,2±0,2 0,0213 0,3115

158 111±5 4,7±0,2 0,0090 0,2120

237 184±8 5,3±0,2 0,0054 0,1874

316 259±10 5,7±0,2 0,0039 0,1757

Таблица 1.9. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. А1_3-О-зг

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/A, (мг/г)-1

0 0 0

32 10±1 2,2±0,1 0,1000 0,4630

63 26±1 3,7±0,2 0,0385 0,2688

79 35±2 4,4±0,2 0,0285 0,2274

158 88±4 7,0±0,3 0,0114 0,1422

237 153±7 8,4±0,4 0,0065 0,1186

316 228±10 8,9±0,4 0,0044 0,1130

Таблица 1.10. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. А1_5-О-зг

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/А, (мг/г)-1

0 0 0

32 7,0±0,4 2,5±0,1 0,1500 0,4011

63 18±1 4,5±0,2 0,0545 0,2229

79 27±1 5,2±0,3 0,0370 0,1923

158 77±3 8,1±0,4 0,0130 0,1235

237 136±6 10,2±0,5 0,0074 0,0984

316 210±10 10,7±0,5 0,0048 0,0939

Таблица 1.11. Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции для обр. А1_10-0-зг

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А, (мг/г)-1

0 0 0

32 7,0±0,5 2,4±0,1 0,1364 0,4121

63 22±1 4,1±0,2 0,0448 0,2447

79 31±2 4,8±0,2 0,0323 0,2083

158 86±4 7,2±0,4 0,0117 0,1382

237 150±5 8,7±0,4 0,0067 0,1144

316 226±6 9,0±0,4 0,0044 0,1114

Приложение 2

Изменение концентрации перманганат-ионов в процессе адсорбции сорбентами, модифицированными по методу «соосаждения»

Таблица 2.1. Изменение концентрации бихромат-анионов в зависимости от времени адсорбции для обр. 1; обр. (2г_2,5+Л1_2,5)-с и обр. ^г_5+ А1_5)-с

Образец Об р. 1 Обр. @г_2,5+Л1_2,5)-с Обр. ?г_5+ Л1_5)-С

Время адсорбции, мин Сравн, мг/л А, мг/г Сравщ мг/л А, мг/г Сравщ мг/л А, мг/г

Исх. раствор 312 296 288

5 292 1,0 280 0,8 257 1,5

10 286 1,3 256 2,0 212 3,8

20 282 1,5 247 2,5 184 5,2

30 278 1,7 241 2,8 174 5,7

60 272 2,0 234 3,1 158 6,5

120 264 2,4 228 3,4 152 6,8

180 262 2,5 225 3,5 150 6,9

Таблица 2.2. Изменение концентрации селенит-анионов в зависимости от времени

адсорбции для обр. 1; обр. Fe_5-c; обр. Л1_5-с и обр. Zr_5-c

Образец Об р. 1 Обр. Fe_5-c Обр. Л1_5-с Обр. Zr_5-c

Время адсорбции, мин Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г

Исх. раствор 485 493 525 473

5 449 1,8 433 3,0 483 2,1 413 3,0

10 425 3,0 393 5,0 457 3,4 359 5,7

20 415 3,5 363 6,5 431 4,7 313 8,0

30 411 3,7 347 7,3 419 5,3 279 9,7

60 409 3,8 317 8,8 395 6,5 221 12,6

120 408 3,9 301 9,6 383 7,1 193 14,0

180 407 3,9 293 10,0 380 7,2 189 14,2

Таблица 2.3. Изменение концентрации катионов никеля(П) в зависимости от

времени адсорбции для обр. 1; обр. Fe_5-с; обр. А1_5-с; обр. Fe_5-ГО-c и обр. А1_5-ГО-с

Образец Обр. 1 Обр. Fe_5-с Обр. А1_5-с Обр. Fe 5-ГО-с Обр. А1 5-ГО-с

Время адсорбции, мин Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г

Исх. раствор 794 473 796 489 510

5 779 0,8 437 1,8 692 5,2 460 1,5 486 1,2

10 761 1,7 411 3,1 641 7,8 445 2,2 468 2,1

15 745 2,5 389 4,2 586 10,5 427 3,1 441 3,5

20 730 3,2 374 5,0 558 11,9 411 3,9 420 4,5

30 718 3,8 350 6,2 534 13,1 387 5,1 392 5,9

60 710 4,2 310 8,2 501 14,8 360 6,5 358 7,6

120 708 4,3 295 8,9 484 15,6 357 6,6 354 7,8

180 708 4,3 293 9,0 482 15,7 355 6,7 352 7,9

Таблица 2.4. Изменение концентрации арсенат-анионов в зависимости от времени

адсорбции для обр. 1; обр. Fe_5-с; обр. А1_5-с; обр. Fe_5-ГО-c и обр. А1_5-ГО-с

Образец Обр. 1 Обр. Fe_5-с Обр. Л1_5-с Обр. Бе 5-ГО-с Обр. Л1 5-ГО-с

Время адсорбции, мин Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г

Исх. раствор 690 690 690 690 690

15 670 1 632 2,9 590 5 646 2,2 648 2,1

20 664 1,3 604 4,3 552 6,9 630 3,0 628 3,1

30 654 1,8 566 6,2 510 9,0 598 4,6 590 5,0

60 644 2,3 534 7,8 456 11,7 555 6,7 552 6,9

120 640 2,5 528 8,1 446 12,2 540 7,5 542 7,4

180 638 2,6 524 8,3 444 12,3 536 7,7 540 7,5

Таблица 2.5. Изменение концентрации катионов меди(11) в зависимости от времени адсорбции для обр. 1; обр.1-ГО; обр. Fe_5-ГО-c и обр. А1_5-ГО-с

Образец Об] р. 1 Обр. 1-ГО Обр. Fe_5-ГО-c Обр. А1_5-ГО-с

Время адсорбции, мин Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г Сравш мг/л А, мг/г

Исх. раствор 517 518 480 511

5 457 3,0 498 1,0 305 8,7 302 10,5

10 428 4,5 478 2,0 230 12,5 206 15,3

15 412 5,3 464 2,7 201 14,0 182 16,5

20 403 5,7 458 3,0 181 15,0 171 17,0

30 385 6,6 438 4,0 162 15,9 158 17,6

60 352 8,3 411 5,4 134 17,3 138 18,7

120 324 9,7 381 6,9 103 18,9 116 19,8

180 319 9,9 378 7,0 92 19,4 105 20,3

Таблица 2.6. Изменение концентрации бихромат-анионов в процессе адсорбции для обр. 1 и обр. @г_2,5+Бе_2,5)-с

Обр. 1 обр. @г_2,5+Бе_2,5)-с

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/А, (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

60 40±2 0,40±0,02 0,0250 2,8571 62 38±2 1,3±0,1 0,0263 0,7999

126 106±5 0,60±0,03 0,0094 1,6667 128 98±4 2,0±0,1 0,0102 0,5128

193 182±7 0,80±0,04 0,0055 1,2500 178 148±5 2,3±0,1 0,0068 0,4348

249 238±7 0,9±0,05 0,0042 1,1111 242 210±6 2,6±0,1 0,0048 0,3846

312 302±8 1,0±0,04 0,0033 1,0000 315 288±6 2,8±0,1 0,0035 0,3586

Таблица 2.7. Изменение концентрации бихромат-анионов в процессе адсорбции для

обр. (Zr_5+Fe_5)-c и обр. Zr_5-с

обр. (2г_5+Ге_5)-с обр. Zr_5-с

Сисх, мг/л Сравщ мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А, (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравщ мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

62 35±2 0,90±0,05 0,0286 1,1111 35 30±2 0,50±0,03 0,0333 2,0000

133 108±5 1,5±0,1 0,0093 0,6897 60 53±3 0,70±0,04 0,0189 1,4286

191 171±6 1,7±0,1 0,0058 0,5952 120 111±5 0,90±0,05 0,0090 1,1111

246 231±7 1,9±0,1 0,0043 0,5405 250 238±6 1,2±0,1 0,0042 0,8333

314 295±7 1,9±0,1 0,0034 0,5144 500 488±10 1,2±0,1 0,0020 0,8333

обр. А1_5-с и обр. Fe_5-с

обр. А1_5-с обр. Fe_5-с

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

35 16±1 1,9±0,1 0,0625 0,5263 35 22±1 1,4±0,1 0,0465 0,7407

60 32±2 2,8±0,2 0,0313 0,3571 60 40±2 2,0±0,1 0,0250 0,5000

120 75±4 4,5±0,2 0,0133 0,2222 120 85±4 3,5±0,2 0,0118 0,2857

250 174±5 7,6±0,4 0,0057 0,1316 250 194±5 5,6±0,4 0,0052 0,1786

500 394±7 10,6±0,5 0,0025 0,0943 500 416±8 8,4±0,5 0,0024 0,1190

Таблица 2.9. Изменение концентрации бихромат-анионов в процессе адсорбции для

обр. @г_2,5+Л1_2,5)-с и обр. @г_5+ А1_5)^

обр. ^2,5+^2,5)^ об р. (Zr_5+ A1_5)-c

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

35 25±2 1,0±0,05 0,0400 1,0000 35 27±2 0,80±0,04 0,0370 1,2500

60 45±3 1,5±0,1 0,0222 0,6667 60 48±3 1,2±0,1 0,0208 0,8333

120 97±4 2,3±0,2 0,0103 0,4348 120 104±4 1,6±0,1 0,0096 0,6250

250 222±5 2,8±0,2 0,0045 0,3571 250 232±5 1,8±0,1 0,0043 0,5556

500 469±7 3,1±0,2 0,0021 0,3226 500 480±6 2,0±0,2 0,0021 0,5000

Таблица 2.10. Изменение концентрации арсенат-анионов в процессе адсорбции для

обр. 1 и обр. Zr_5-c

Обр. 1 Обр. Zr_5-c

Сисх, мг/л Сравщ мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравщ мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

50 36±2 1,4±0,1 0,0278 0,7143 50 16±1 3,4±0,2 0,0625 0,2941

100 81±3 1,9±0,1 0,0123 0,5263 100 42±2 5,8±0,3 0,0238 0,1724

209 185±5 2,4±0,2 0,0054 0,4167 209 114±3 9,5±0,5 0,0088 0,1053

372 342±5 3,0±0,2 0,0029 0,3333 372 237±5 13,5±1 0,0042 0,0741

500 468±6 3,2±0,2 0,0021 0,3125 500 350±6 15,0±1 0,0029 0,0667

обр. ^г_2,5+Бе_2,5)-с и обр. (Zr_5+Fe_5)-c

обр. @г_2,5+Бе_2,5)-с обр. (Zr_5+Fe_5)-c

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

206 128±5 7,8±0,4 0,0078 0,1282 272 103±5 16,9±2 0,0097 0,0592

338 242±6 9,6±0,5 0,0041 0,1042 410 209±5 20,1±2 0,0048 0,0498

438 334±6 10,4±1 0,0030 0,0962 552 322±5 23,0±2 0,0031 0,0435

600 486±6 11,4±1 0,0021 0,0877 611 370±5 24,1±2 0,0027 0,0415

726 611±7 11,5±1 0,0016 0,0870 688 439±6 24,9±2 0,0023 0,0402

Таблица 2.12. Изменение концентрации арсенат-анионов в процессе адсорбции для обр. @г_2,5+Л1_2,5)-с и обр. @г_5+ А1_5)-с

обр. @г_2,5+Л1_2,5)-с обр. @г_5+ А1_5)-с

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

248 98±5 15,0±1 0,0102 0,0667 289 98±5 19,1±1 0,0102 0,0524

410 226±7 18,4±1 0,0044 0,0543 373 152±5 22,1±1 0,0066 0,0452

546 341±7 20,5±1 0,0029 0,0488 419 189±6 23,0±1 0,0053 0,0435

642 420±8 22,2±1 0,0024 0,0450 663 389±6 27,4±1 0,0026 0,0365

705 480±8 22,5±1 0,0021 0,0444 694 415±7 27,9±1 0,0024 0,0358

Таблица 2.13. Изменение концентрации арсенат-анионов в процессе адсорбции для

обр. 1 и обр. А1_5-с

Обр. 1 Обр. А1_5-с

Сисх, мг/л Сравщ мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравщ мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

156 128±3 1,4±0,1 0,0078 0,7143 156 22±2 6,7±0,5 0,0455 0,1493

301 265±3 1,8±0,1 0,0038 0,5556 301 101±3 10,0±0,5 0,0099 0,1000

428 386±4 2,1±0,1 0,0026 0,4762 428 198±4 11,5±0,6 0,0051 0,0870

530 483±5 2,4±0,1 0,0021 0,4255 530 288±4 12,1±1 0,0035 0,0826

656 606±6 2,5±0,1 0,0017 0,4000 656 410±5 12,3±1 0,0024 0,0813

обр. Fe_5-с и обр. Zr_5-с

Обр. Fe_5-с Обр. Zr_5-с

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

156 50±2 5,3±0,3 0,0200 0,1887 206 120±4 8,6±0,4 0,0083 0,1163

301 161±3 7,0±0,3 0,0062 0,1429 338 229±4 10,9±0,5 0,0044 0,0917

428 278±4 7,5±0,3 0,0036 0,1333 438 318±5 12,0±0,5 0,0031 0,0833

530 372±4 7,9±0,4 0,0027 0,1266 600 460±6 14,0±0,7 0,0022 0,0714

656 496±6 8,0±0,4 0,0020 0,1250 726 581±6 14,5±0,7 0,0017 0,0690

Таблица 2.15. Изменение концентрации арсенат-анионов в процессе адсорбции для обр. Fe 5-ГО-с и обр. А1 5-ГО-с

Об р. Fe_5-ГО-c Обр. А1_5-ГО-с

Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравн, мг/л А, мг/г 1/Сравш (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

101 66±3 4,5±0,2 0,0152 0,2222 101 72±3 4,2±0,2 0,0139 0,2381

207 183±4 5,9±0,3 0,0055 0,1695 207 183±4 5,9±0,3 0,0055 0,1695

311 296±5 6,6±0,4 0,0034 0,1515 311 290±4 6,9±0,4 0,0034 0,1449

409 390±5 7,0±0,5 0,0026 0,1429 409 382±4 7,4±0,5 0,0026 0,1351

494 514±6 7,1±0,5 0,0019 0,1408 494 506±6 7,5±0,5 0,0020 0,1333

Таблица 2.16. Изменение концентрации селенит-анионов в процессе адсорбции для

обр. 1 и обр. (Zr_2,5+Al_2,5)-c

обр. 1 обр. @г_2,5+Л1_2,5)-с

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/А (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

32 29±1 0,4±0,02 0,0351 2,8571 93 35±2 5,8±0,3 0,0286 0,1724

61 48±2 0,5±0,03 0,0208 2,0000 250 150±3 10,0±0,5 0,0067 0,1000

124 115±3 0,9±0,05 0,0087 1,1111 424 294±4 13,0±0,7 0,0034 0,0769

250 236±4 1,4±0,1 0,0042 0,7143 534 395±4 13,9±0,7 0,0025 0,0719

500 480±5 2,0±0,1 0,0021 0,5000 623 480±5 14,3±0,7 0,0021 0,0699

Таблица 2.17. Изменение концентрации селенит-анионов в процессе адсорбции для обр. ^г_5+ А1_5)-с и обр. Zr_5-с

обр. (2г_5+ Л1_5)-с обр. Zr_5-с

Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1 Сисх, мг/л Сравш мг/л А, мг/г 1/Сравн, (мг/л)-1 1/Л, (мг/г)-1

0 0 0 0 0 0

52 22±1 3,0±0,1 0,0455 0,3333 139 80±3 5,9±0,3 0,0125 0,1695

116 66±2 5,0±0,2 0,0152 0,2000 226 156±4 7,0±0,4 0,0064 0,1429

225 150±3 7,5±0,3 0,0067 0,1333 310 235±5 7,5±0,4 0,0043 0,1333

391 291±4 10,0±0,5 0,0034 0,1000 405 329±5 7,6±0,4 0,0030 0,1316

564 450±6 11,4±0,5 0,0022 0,0877 471 393±6 7,8±0,4 0,0025 0,1282

Таблица 2.18. Изменение концентрации селенит-анионов в процессе адсорбции для обр. А1_5-с и обр. Fe_5-с