CИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА Fe/Аl -БЕНТОНИТОВ
Аннотация
Синтезированы Fe/Аl-бентониты путем модификации бентонитовой глины полиоксокомплексами железа и алюминия при разных мольных соотношениях железа и алюминия. Определен химический состав и исследованы структура и физико-химические свойства материалов с применением комплекса методов (сканирующая электронная микроскопия с системой энергодисперсионного микроанализа, рентгенофазовый анализ, низкотемпературная адсорбция азота). Модификация бентонитовой глины Fe/Al-комплексами приводила к увеличению содержания железа и алюминия, к увеличению межплоскостного расстояния и удельной поверхности, а также к изменению морфологии частиц. Содержание железа и алюминия в полученных материалах составляло 7,57-14,74% и 10,84 -13,45%, соответственно. Удельная поверхность материалов равнялась 108-137 м2/г. Частицы Fe/Аl-бентонитов были представлены в виде рыхлых микроагрегатов различной формы и размеров с наличием большего количества пор по сравнению с бентонитовой глиной. Адсорбционные свойства материалов были охарактеризованы с помощью адсорбции антрахинонового красителя Кислотный ярко-синий, который находит широкое применение в текстильной промышленности и обнаруживается в составе производственных сточных вод. Результаты показали, что адсорбционная емкость модифицированных материалов в отношении красителя превышала адсорбционную емкость бентонитовой глины в 8 - 13 раз, что обусловлено увеличением количества адсорбционных центров (Fe/Al)-OH и удельной поверхности. Адсорбция красителя на модифицированных материалах равнялась 10,5 – 11,3 мг/г при рН 6,0 и увеличивалась до 21,8 – 28,3 мг/г при рН 4,0. Полученные материалы могут быть использованы в очистке сточных вод текстильной промышленности от антрахиноновых красителей.
Для цитирования:
Бадмаева С.В., Ханхасаева С.Ц., Ухинова М.В. Cинтез, физико-химические и адсорбционные свойства Fe/Аl -бентонитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 87-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7209.
Литература
Madhav S., Ahamad A., Singh A.K., Kushawaha J., Chauhan J.S., Sharma S., Singh P. Water pollutants: sources and impact on the environment and human health. Sensors in water pollutants monitoring: role of material. In: Advanced functional materials and sensors. Ed. by D. Pooja, P. Kumar, P. Singh, S. Patil. Singapore: Springer. 2020. P. 43-62. DOI: 10.1007/978-981-15-0671-0_4.
Katheresan V., Kansedo J., Lau S.Y. // J. Environ. Chem. Eng. 2018. V. 6. N 4. P. 4676-4697. DOI: 10.1016/ j.jece.2018.06.060.
Nishat A., Yusuf M., Qadir A., Ezaier Y. // Alex. Eng. J. 2023. V. 76. P. 505-516. DOI: 10.1016/j.aej.2023.06.054.
Alekseev K.D., Sizykh M.R., Batoeva A.A. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 12. P. 123-130 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246712.7082.
Noskov A.V., Alekseeva O.V., Shibaeva V.D., Agafonov A.V. // RSC Adv. 2020. V. 10. N 57. P. 34885–34894. DOI: 10.1039/D0RA06443B.
Wilson R., Chandran N., Sabu T. // Key Eng. Mater. 2013. V. 571. P. 197–213. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM. 571.197.
Vinuth M., Bhojya Naik H.S., Vinoda B.M, Pradeepa S.M., Arun Kumar G., Chandra Sekhar K. // J. Environ. Anal. Toxicol. 2016. V. 6. N 2. P.1000355. DOI: 10.4172/ 2161-0525.1000355.
Wang C.C., Juang L.C., Lee C.K., Hsu T.C., Lee J.F., Chao H.P. // J. Colloid Interface Sci. 2004. V. 280. N 1. P. 27–35. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.07.009.
Zhang Q., Jing R., Zhao S., Wu M., Shao Y., Lv F., Liu A., Meng Z. // J. Porous Mater. 2019. V. 26. P. 861–1867. DOI: 10.1007/s10934-019-00782-2.
Sokolova L.I., Galchenko D.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 9. P. 134-140. DOI: 10.6060/ivkkt.20246709.7022.
Ai L., Zhou Y., Jiang J. // Desalination. 2011. V. 266. N 1-3. P. 72-77. DOI: 10.1016/j.cej.2009.08.028.
Abollino O., Aceto M., Malandrino M., Sarzanini C., Mentasti E. // Water Res. 2003. V. 37. P. 1619–1627. DOI: 10.1016/S0043-1354(02)00524-9.
Li Z., Chang P., Jiang W., Jean J.S, Hanlie H. // Chem. Eng. J. 2011. V. 168. P. 1193–1200. DOI: 10.1016/j.cej.2011.02.009.
Dzhigola L.A., Sadomtseva O.S., Shakirova V.V., Kargina K.V., Syutova E.A., Razgovorov P.B., Nagornov R.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 9-10. P. 105-112. DOI: 10.6060/ivkkt.20186109-10.5806a.
Kon’kova T.V., Rysev A.P., Mal’kova Yu.O. // Russ. J. of Phys. Chem. A. 2021. V. 95. N 1. P. 43-49. DOI: 10.31857/S004445372101012X.
Khankhasaeva S.Ts., Badmaeva S.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 5. P. 23-29. DOI: 10.6060/ivkkt.20226505.6438.
Butman M.F., Ovchinnikov N.L., Kosenko N.F., Filato-va N.V., Pogonin A.E. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 7. P. 159-172. DOI: 10.6060/ivkkt.20236607. 6833j.
Vicente M.A., Gil A., Bergaya F. Pillared clays and clay minerals. In: Handbook of Clay Science. Developments in Clay Science. Ed. by F. Bergaya, G. Lagaly. Amsterdam: Elsevier. 2013. Chap. 10.5. P. 523-557. DOI: 10.1016/B978-0-08-098258-8.00017-1.
Ewis D., Ba-Abbad M.M., Benamor A., El-Naas M.H. // Appl. Clay Sci. 2022. V. 229. 106686. DOI: 10.1016/j.clay. 2022.106686.
Najafi N., Farajfaed S., Zolgharnian S., Mirak S.H.M., Asasian-Kolur N., Sharifian S. // Proc. Saf. Environ. Prot. 2021. V. 147. P. 8-36. DOI: 10.1016/j.psep.2020.09.028.
Khankhasaeva S.Ts., Badmaeva S.V., Ukhinova M.V. // Sorb. Khrom. Protsessy. 2022. V. 22. N 4. P. 534-544 (in Russian). DOI: 10.17308/sorp-chrom.2022.22/10609.
Zhao D., Wang G., Yang Y., Guo X., Wang Q., Ren J. // Clays Clay Miner. 1993. V. 41. N 3. P. 317–327. DOI: 10.1346/ccmn.1993.0410306.
Galeano L.-A., Vicente M.Á., Gil A. // Catal. Rev. - Sci. Eng. 2014. V. 56. N 3. P. 239-287. DOI: 10.1080/0161 4940.2014.904182.
Khankhasaeva S.T., Dambueva D.V., Dashinamzhilova E.T., Gil A., Vicente M.A., Timofeeva M.N. // J. Haz-ard. Mater. 2015. V. 293. P. 21–29. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.03.038.
Liu Q., Zhong L.B., Zhao Q.B. Frear C., Zheng Y.M. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2015. V. 7. P. 14573-14583. DOI: 10.1021/acsami.5b04598.
Blanco L., Martínez-Rico O., Domínguez Á., González B. // Water Resour. Ind. 2023. V. 29. 100195. DOI: 10.1016/ j.wri.2022.100195.
Database ICDD. The powder diffraction file. Internation-al center for diffraction data. Newton Square, Pennsylvania, USA (card 00–003–001 (Mt), card 00–003–0267 (C), card 00–046–1045 (Q)) (2003).
Gil Bravo A., Vicente M.A. Advances in pillared clays and similar materials: synthesis, characterization and ap-plications. Basel, MDPI. 2020. DOI: 10.3390/books978-3-0365-4827-2.
Wahyuningsih P., Saviola A.J., Wijaya K. Hutama A.S., Oh W.C., Hauli L. // Reac. Kinet. Mech. Cat. 2024. V. 137. P. 2231–2252. DOI: 10.1007/s11144-024-02659-1.
Pechenjuk S.I. // Sorb. Khrom. Protsessy. 2008. V. 8. N 3. P. 380-429 (in Russian).
El-Habacha M., Dabagh, A., Lagdali, S. Miyah Y, Mahmoudy G., Sinan F., Chiban M., Iaich S., Zerbet M. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2024. V. 31. P. 62065–62079. DOI: 10.1007/s11356-023-27413-3.
