Сорбционная очистка растворов синтетическими цеолитами
С.А. Бибанаева, В.М. Скачков, Н.А. Сабирзянов
ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.584
Краткое сообщение
Аннотация: Работа посвящена изучению возможности применения синтетических цеолитов, нанодисперсногогидроксиапатита и механоактивированной смеси гидроксиапатит-цеолит в соотношении 1:1 в качестве сорбентов ионов хрома и никеля из кислых водных растворов. Изучен химический качественный и количественный состав, морфология исходных реагентов и полученных растворов. Установлено, что синтетический цеолит и смесь гидроксиапатит-цеолит проявляют высокую сорбционную активность и сорбционную емкость в отношении ионов хрома (степень извлечения 99,96%), при этом нанодисперсный гидроксиапатит позволяет получить степень извлечения 98,73. При сорбции никеля из раствора показано, что максимальная степень извлечения достигается при использовании сорбента гидроксиапатит-цеолит (63,83%). Проведенные исследования позволяют рекомендовать полученные образцы для применения в качестве сорбентов для очистки промышленных сточных растворов от токсичных примесей, а также для дальнейших исследований с целью применения его не только для извлечения различных ионов из водных растворов, но и применения в различных отраслях.
Ключевые слова: очистка, синтетический цеолит, гидроксиапатит, сорбция, тяжелые металлы, алюмосиликат, никель, хром
- Бибанаева Светлана Александровна – научный сотрудник лаборатории химии гетерогенных процессов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
- Скачков Владимир Михайлович – к.х.н., старший научный сотрудник лаборатории химии гетерогенных процессов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
- Сабирзянов Наиль Аделевич – д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории химии гетерогенных процессов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
Ссылка на статью:
Бибанаева, С.А. Сорбционная очистка растворов синтетическими цеолитами / С.А. Бибанаева, В.М. Скачков, Н.А. Сабирзянов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 584-591. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.584.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Тимофеев, К.Л. Сорбционная очистка никелевых растворов от металлов-примесей / К.Л. Тимофеев, С.А. Краюхин, Г.И. Мальцев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». – 2016. – Т. 16. – № 1. – С. 157-165. DOI: 10.14529/met160123.
2. Линников, О.Д. Очистка растворов от ионов никеля при использовании в качестве коагулянта хлорида железа(III) / О.Д. Линников, И.В. Родина // Российский химический журнал. – 2021. – Т. 65. – №2. – С. 83-89. DOI: 10.6060/rcj.2021652.7.
3. Bora, A.J. Removal of metals (Pb, Cd, Cu, Cr, Ni, and Co) from drinking water by oxidation-coagulation-absorption at optimized pH / A.J. Bora, R.K. Dutta // Journal of Water Process Engineering. – 2019. – V. 31. –Art. № 100839. – 9 p. DOI: 10.1016/j.jwpe.2019.100839.
4. Ye, Q. Removal of heavy metals from wastewater using biochars: adsorption and mechanisms / Q. Ye, Q. Li, X. Li // Enviromental Pollutants and Bioavailability. – 2022. – V. 34. – I. 1. – P. 385-394. DOI: 10.1080/26395940.2022.2120542.
5. Kobya, M. Removal of Cr (VI) from aqueous solutions by adsorption onto hazelnut shell activated carbon: kinetic and equilibrium studies / M.Kobya // Bioresource Technology. – 2004. – V. 91. – I. 3. – P. 317-321. DOI: 12.1016/j.biortech.2003.07.001.
6. Al-Shannag, M. Heavy metal ions removal from metal plating wastewater using electrocoagulation: kinetic study and process performance / M. Al-Shannag, Z. Al-Qodah, K. Bani-Melhem et al. // Chemical Engineering Journal. – 2015. –V. 260. – P. 749-756. DOI: 10.1016/j.cej.2014.09.035.
7. Dermentzis, K. Nickel removal from wastewater by electrocoagulation with aluminum electrodes / K. Dermentzis, E. Valsamidou, A. Lazaridou, N. Kokkinos // Journal of Engineering Science and Technology Review. – 2011. –V. 4. – I. 2. –P. 188-192. DOI: 10.25103/JESTR.042.12.
8. Kim, T. Removal mechanism of heavy metal (Cu, Ni, Zn, and Cr) in the presence of cyanide during electrocoagulation using Fe and Al electrodes / T. Kim, T-K. Kim, K-D. Zoh // Journal of Water Process Engineering. – 2020. –V. 33. – Art. № 101109. – 9 p. DOI: 10.1016/j.jwpe.2019.101109.
9. Narayanan, N.V. Use of adsorption using granular activated carbon (GAC) for the enhancement of removal of chromium from synthetic wastewater by electrocoagulation / N.V. Narayanan, M. Ganesan // Journal of Hazardous Materials. – 2009. –V. 161. – I. 1. – P. 575-580. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.03.113.
10. Ait Ouaissa, Y. Removal of Cr (VI) from model solutions by a combined electrocoagulation sorption process/ Y. Ait Ouaissa, M. Chabani, A. Amrane, A. Bensmaili // Chemical Engineering and Technology. – 2013. –V. 36. – I. 1. – P. 147-155. DOI: 10.1002/ceat.201200375.
11. Mutongo, F. Removal of Cr (VI) from aqueous solutions using powder of potato peelings as a low cost sorbent / F. Mutongo, O. Kuipa, PK. Kuipa // Bioinorganic Chemistry and Applications. –2014. –V. 2014. – I. 1. –7 p. DOI: 10.1155/2014/973153.
12. Bogdanova, E.A. Formation of nanodimensional structures in precipitated hydroxyapatite by fluorine substitution / E.A. Bogdanova, V.М. Skachkov, I.S. Medyankina et al. // SN Applied Sciences. – 2020. – V. 2. – I. 9. – Art. № 1565. – 7 p. DOI: 10.1007/s42452-020-03388-5.
13. Velarde, L. Adsorption of heavy metals on natural zeolites: a review/ L. Velarde, M.S. Nabavi, E. Escalera et al. // Chemosphere. – 2023. –V. 328. – Art. № 138508. – 16 p. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.138508.
14. Ain, Q.U. Facile fabrication of hydroxyapatite-magnetite-bentonite composite for efcient adsorption of Pb (II), Cd (II), and crystal violet from aqueous solution/ QU. Ain, H. Zhang, M. Yaseen et al. // Journal of Cleaner Production. –2020. –V. 247. – Art. № 119088. – 52 p. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.119088.
15. Бибанаева, С.А. Сорбция тяжелых металлов из водных растворов синтетическими цеолитами / С.А. Бибанаева, В.М. Скачков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С. 924-929. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.924.
16. Бибанаева, С.А. Синтез и исследование функциональных характеристик композиционных материалов на основе наноразмерного гидроксиапатита и синтетических цеолитов / С.А. Бибанаева, Е.А. Богданова, В.М. Скачков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С.913-923. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.913.