АДСОРБЦИЯ ИОНОВ Ni(II), Zn(II) И Cu(II) ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЕМЫМ ГИББСИТОМ
Аннотация
Изучена адсорбция ионов Ni(II), Zn(II) и Cu(II) электрогенерируемым гиббситом (гидроксидом алюминия γ-модификации). Электрогенерируемый гиббсит получали электролизом водных растворов с использованием алюминиевых электродов. В работе использован гиббсит, полученный в течение первых 5 мин электролиза. Такой адсорбент имеет аморфное состояние и сетчатую структуру и, как следствие, хорошую адсорбционную способность. Исследование адсорбционных свойств электрогенерируемого гиббсита по отношению к ионам Ni(II), Zn(II) и Cu(II) проводили на модельных растворах, приготовленных из реактивов NiSO4⋅7H2O, ZnSO4⋅7H2O и CuSO4⋅5H2O квалификации «хч» и дистиллированной воды. Выбор исходной концентрации модельных растворов обоснован реальным составом производственных сточных вод. Получены изотермы адсорбции ионов Ni(II), Zn(II) и Cu(II). Величина адсорбции для ионов Ni(II) составила 437,0 мг/г; для Zn(II) – 362,5 мг/г и для Cu(II) – 148,8 мг/г. Полученные изотермы имеют ступенчатый характер что объясняется неоднородностью адсорбирующей поверхности, на которой расположены группы активных центров, резко отличающихся друг от друга по своей активности. Адсорбция исследуемых ионов изучена с использованием моделей Ленгмюра, Фрейндлиха и Дубинина-Радушкевича. Значения коэффициентов корреляции свидетельствуют о том, что адсорбцию ионов Zn(II) и Cu(II) наилучшим образом описывает модель Ленгмюра, а ионов Ni(II) – модель Дубинина-Радушкевича. На основании модели адсорбции Дубинина-Радушкевича определены значения свободной энергии адсорбции, указывающие на физическую природу взаимодействия адсорбтива и адсорбента. Адсорбция ионов на поверхности гиббсита протекает в основном за счет дисперсионного взаимодействия.
Литература
Zhai K., Li Z., Li Q. Study on preparation of luffa activated carbon and its adsorption of metal ions. Advances in materials, machinery, electronics. AIP Conf. Proceed. 2017. 1820. UNSP 030013. DOI: 10.1063/1.4977270.
Oter O., Akcay H. Use of natural clinoptilolite to improve, water quality: Sorption and selectivity studies of lead(II), copper(II), zinc(II), and nickel(II). Water Environ. Res. 2007. V. 79. N 3. P. 329–335. DOI: 10.2175/106143006x111880.
Nezamzadeh-Ejhieh A., Kabiri-Samani M. Effective re-moval of Ni(II) from aqueous solutions by modification of nano particles of clinoptilolite with dimethylglyoxime. J. Hazard. Mater. 2013. V. 260. P. 339–349. DOI: 10.1016/J.Jhazmat. 2013.05.014.
Ji F., Li C., Xu J., Liu P. Dynamic adsorption of Cu(II) from aqueous solution by zeolite/cellulose acetate blend fiber in fixedbed. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2013. V. 434. N 5. P. 88–94. DOI: 10.1016/J.Colsurfa. 2013.05.045.
Abdel Salam О.Е., Reiad N.A., ElShafei M.M. A study of the removal characteristics of heavy metals from wastewater by low-cost adsorbents. J. Adv. Res. 2011. V. 2. N 4. P. 297–303. DOI: 10.1016/J.Jare. 2011.01.008.
Sousa F.W., Sousa M.J., Oliveira I.R.N. Evaluation of a low-cost adsorbent for removal of toxic metal ions from wastewater of an electroplating factory. J. Environ. Man-agement. 2009. V. 90. N 11. P. 3340–3344. DOI: 10.1016/J.Jenvman. 2009.05.016.
Yatim N.I., Ariffin M.M., Hamzah S. Removal of heavy metals using self-integrating bio-adsorbent from agricultural byproducts and marine waste materials. Desalination Water Treat. 2018. V. 118. P. 216–229. DOI: 10.5004/dwt.2018.22622.
Darmayanti L., Notodarmodjo S., Damanhuri E. Removal of Copper (II) Ions in Aqueous Solutions by Sorption onto Fly Ash. J. Eng. Technol. Sci. 2017. V. 49. N 4. P. 546–559. DOI: 10.5614/2Fj.eng.technol.sci.2017.49.4.9.
Wu G., Liu G., Li X. A green approach of preparation of fine active alumina with high specific surface area from sodium aluminate solution. RSC Adv. 2019. V. 9. N 10. P. 5628–5638. DOI: 10.1039/C8RA09853K.
Zhang H., Ruan Y., Feng Y. Solventfree hydrothermal synthesis of gamma-aluminum oxide nanoparticles with selective adsorption of Congo red. J. Colloid Interf. Sci. 2019. V. 536. P. 180–188. DOI: 10.1016/J.Jcis.2018.10.054.
Gupta A., Manohar C.S., Kumar B.S. Optimization of cation-doped nano-hydroxyapatite in combination with amorphous aluminum hydroxide for defluoridation. Water Sci. Technol. Water Supply. 2019. V. 19. N 6. P. 1686–1694. DOI: 10.2166/WS.2019.041.
Das D., Nandi B.K. Defluoridization of drinking water by electrocoagulation (EC): process optimization and kinetic study. J. Dispers. Sci. Technol. 2019. V. 40. N 8 P. 1136–1146. DOI: 10.1080/01932691.2018.1496840.
Zelentsov V.I., Datsko T.Ya., Politova E.D. Preparation and Properties of an Aluminum Hydroxide-Modified Diatomite Sorbent for Removal of Fluorides from Waters. Surface Eng. Appl. Electrochem. 2019. V. 55. N 4. P. 455–462. DOI: 10.3103/S1068375519040161.
Wan B., Huang R., Diaz J.M. Polyphosphate Adsorption and Hydrolysis on Aluminum Oxides. Environ. Sci. Technol. 2019. V. 53. N 16. P. 9542–9552. DOI: 10.1021/acs.est.9b01876.
Gypser S., Hirsch F., Schleicher A.M. Impact of crystalline and amorphous iron- and aluminum hydroxides on mechanisms of phosphate adsorption and desorption. J. Environ. Sci. 2018. V. 70. P. 175–189. DOI: 10.1016/j.jes.2017.12.001.
Zapol’sky A.K., Obraztsov V.V. Complex processing wastewater electroplating. K.: Tekhnika. 1989. 199 p. (in Russian).
Filatova E.G., Dudarev V.I. Optimization of electrocoagu-lation wastewater treatment in electroplating plants. Irkutsk: IrGTU. 2013. 140 p. (in Russian).
Lyr’e Yu.Yu., Rybnikova A.I. Chemical analysis of indus-trial wastewater. M.: Khimiya. 1974. 336 p. (in Russian).
Marczenko Z. Spectrophotometric Determination of the Elements. Ellis Horwood Series in Analytical Chemistry. New York: John Wiley and Sons. 1976. 656 p.
Filatova E.G. Optimization of electrocoagulation technology of purifying wastewaters of ions of heavy metals. J. Water Chem. Technol. 2016. V. 38. N 3. P. 167–172. DOI: 10.3103/S1063455X16030085.
Oliveira M.L.M., Miranda A.A.L., Barbosa C.M.B.M., Cavalcante Jr. C.L., Azevedo D.C.S. Adsorption of thio-phene and toluene on NaY zeolites exchanged with Ag(I), Ni(II) and Zn(II). Fuel. 2009. V. 88. N 10. P. 1885–1892. DOI: 10.1016/J.Fuel.2009.04.011.
Filatova E.G. Wastewater treatment from heavy metal ions, based on the physico-chemical processes. review. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Prikladn. Khim. Biotekhnol. 2015. V. 2 (13). P. 97-109 (in Russian).
Frolov Yu.G. Course of the Colloid Chemistry. Surface phenomena and disperse systems. M.: Khimiya. 1989. 462 p. (in Russian).
Tsivadze A.Yu., Rusanov A.I., Fomkin A.A. Physical Chemistry of Adsorption Phenomena. M.: Granitsa. 2011. 304 p. (in Russian).
