АДСОРБЦИЯ КРАСИТЕЛЯ МЕТАНИЛОВЫЙ ЖЕЛТЫЙ НА Fe-МОДИФИЦИРОВАННОЙ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЕ
Аннотация
Получены железосодержащие материалы путем модификации бентонитовой глины месторождения Мухорталинское (Республика Бурятия, Россия) полимерными гидроксокатионами железа и последующего нагрева при 500 °С. Материалы охарактеризованы методами химического анализа, низкотемпературной адсорбции азота и РФА. Содержание железа в образцах составило 14,5-15,8%, их удельная поверхность равнялась 138-143 м2/г. Изучены адсорбционные свойства материалов на примере адсорбции кислотного красителя Метаниловый Желтый из модельных водных растворов. Установлена зависимость адсорбции красителя от физико-химических параметров процесса, таких как рН, содержание сорбента, начальная концентрация красителя. Величина удельной адсорбции красителя на сорбентах возрастала при уменьшении рН и увеличении начальной концентрации водных растворов красителя и при уменьшении загрузки сорбентов. Максимальная адсорбция красителя составила 88,5 мг/г при рН 3,5 и содержании сорбента 1 г/л в интервале начальных концентраций красителя 24- 491 мг/л. Эффективность удаления красителя равнялась 86-95% при его начальной концентрации 84 мг/л и содержании сорбентов 3-10 г/л. Сорбционная емкость полученных сорбентов в отношении изучаемого красителя являлась близкой к сорбционной емкости некоторых углеродных сорбентов. Было показано, что изотерма адсорбции красителя Метаниловый Желтый на сорбентах хорошо описывается моделью адсорбции Фрейндлиха, что указывает на неоднородность поверхности сорбентов. Результаты опытов по десорбции и повторной адсорбции красителя Метаниловый Желтый свидетельствовали о высокой эффективности извлечения красителя и возможности повторного использования сорбентов в адсорбции азокрасителей. Cорбенты могут представлять интерес для применения в процессах очистки сточных вод от кислотных красителей.
Литература
Lellis B., Fávaro-Polonio C.Z., Pamphile J.A., Polonio J.C. Effects of textile dyes on health and the environ-ment and bioremediation potential of living organisms. Biotechnol. Res. Innovation. 2019. V. 3. N 2. P. 275-290. DOI: 10.1016/j.biori.2019.09.001.
Samsami Sh., Mohamadi M., Sarrafzadeh M.H., Rene E.R., Firoozbahr M. Recent advances in the treatment of dye-containing wastewater from textile industries: Overview and perspectives. Process Saf. Environ. 2020. V. 143. P. 138-163. DOI: 10.1016/j.psep.2020.05.034.
Li X., Zhang L., Yang Zh., Wang P., Yan Y., Ran J. Adsorption materials for volatile organic compounds (VOCs) and the key factors for VOCs adsorption process: A review. Sep. Purif. Technol. 2020. V. 235. P. 116213. DOI: 10.1016/j.seppur.2019.116213.
Çeçen F., Aktaş Ö. Activated Carbon for Water and Wastewater Treatment: Integration of Adsorption and Biological Treatment. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. 2011. 338 p. DOI: 10.1002/9783527639441.
Marsh H., Rodriguez-Reinoso F. Activated Carbon. Elsevier: Amsterdam. 2006. 536 p. DOI: 10.1016/B978-0-08-044463-5.X5013-4.
Vu Minh X., Nguyen Dung T., Le Huong T. M. Study on dyes adsorption from aqueous solution using red mud activated by sulfuric acid. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 11. P. 143-149. DOI: 10.6060/ivkkt.20196211.6011.
Borisover M., Davis J.A. Adsorption of inorganic and organic solutes by clay minerals. Develop. Clay Sci. 2015. V. 6. P. 33-70. DOI: 10.1016/B978-0-08-100027-4.00002-4.
Zhang T., Wang W, ZhaoY, Bai H., Wen T. Kang Sh., Song G., Song S., Komarneni S. Removal of heavy metals and dyes by clay-based adsorbents: From natural clays to 1D and 2D nano-composites. Chem. Eng. J. 2020. P. 127574. DOI: 10.1016/j.cej.2020.127574.
Yin X., Gupta V., Du H., Wang X., Miller J.D. Surface charge and wetting characteristics of layered silicate min-erals. Adv. Colloid Interface Sci. 2012. V. 179-182. P. 43-50. DOI: 10.1016/j.cis.2012.06.004.
Perelomov L., Sarkarb B, Rahman М., Goryacheva A. Naidu R. Uptake of lead by Na-exchanged and Al-pillared bentonite in the presence of organic acids with different functional groups. Appl. Clay Sci. 2015. V. 119. P. 417-423. DOI: 10.1016/j.clay.2015.11.004.
Accelerated chemical methods for the determination of rock-forming elements in rocks and ores. NSAM tech-nique. VIMS N138-X. M. 2005 (in Russian).
Determination of silicon, titanium, aluminum, iron, calcium, magnesium, manganese in rocks, ore and non-ore mineral raw materials, environmental objects by the flame atomic absorption method. NSAM technique. VIMS N172-C. M. 2010 (in Russian).
Rightor E.G. Tzou M-S., Pinnavaia T.J. Iron oxide pillared clay with large gallery height: synthesis and properties as a Fischer-Tropsch catalyst. J. Catal. 1991. V. 130. N 1. P. 29-40. DOI: 10.1016/0021-9517(91)90089-M.
Pykhteev O.Yu., Efimov A.A., Moskvin L.N. Influence of solutions preparation methods on the composition of iron (III) aquahydroxo complexes. Zhurn. Neorg. Khim. 1998. V. 43. N 1. P. 67-70 (in Russian).
Quantitative chemical analysis of waters. Methods for measuring the mass concentration of total iron in natural and wastewaters by the photometric method with o-phenanthroline. PND F 14.1: 2: 3.2-95. M.: FGBU FTSAO. 2017. 20 p. (in Russian).
Klobes P. Meyer K. Munro R.G. Porosity and specific surface area measurements for solid materials. Washington: U.S. Govern. Print. Office. 2006. 89 p.
Ghosh D., Singha P.S., Firdaus S.B., Ghosh S. Metanil yellow: The toxic food colorant. Asian Pac. J. Health Sci. 2017. V. 4. P. 65-66. DOI: 10.21276/apjhs.2017.4.4.16.
JCPDS PCPDFWIN: A Windows Retrieval/Display Program for Accessing the ICDD PDF-2 Database. Interna-tional Centre for Diffraction Data.
Grygar T., Hradil D., Bezdička P., Doušová B., Čapek L., Schneeweiss O. Fe(III)-modified montmorillonite and bentonite: Synthesis, chemical and UV-Vis spectral characterization, arsenic sorption, and catalysis of oxidative dehydrogenation of propane. Clays Clay Miner. 2007. V. 55. P. 165–176. DOI: 10.1346/CCMN.2007.0550206.
Ayawei N., Ebelegi A.N., Wankasi D. Modelling and Interpretation of Adsorption Isotherms. J. Chem. 2017. P. 3039817. DOI: 10.1155/2017/3039817.
Elmoubarki R., Mahjoubi F.Z., Tounsadi H., Moustadraf J., Abdennouri M., Zouhri A., El Albani A., Barka N. Adsorption of textile dyes on raw and decanted Moroccan clays: Kinetics, equilibrium and thermodynamics. Water Resour. Ind. 2015. V. 9. P. 16-29. DOI: 10.1016/j.wri.2014.11.001.
Santra A.K., Pal T.K., Datta S. Removal of Metanil Yellow from its Aqueous Solution by Fly Ash and Activated Carbon Produced from Different Sources. Sep. Sci. Technol. 2008. V. 43. P. 1434–1458. DOI: 10.1080/01496390701885729.
Guo X., Wei Q., Du B., Zhang Y., Xin X., Yan L., Yu H. Removal of Metanil Yellow from water environment by amino functionalized graphenes (NH2-G)—influence of surface chemistry of NH2-G. Appl. Surf. Sci. 2013. V. 284. P. 862–869. DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.08.023.
Gomez V., Larrechi M.S., Callao M.P. Kinetic and adsorption study of acid dye removal using activated carbon. Chemosphere. 2007. V. 69. P. 1151–1158. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2007.03.076.
