Оксана МЯКУШ1, Леонід СИСА2
1Національний лісотехнічний університет України, вул. Гененерала Чупринки, 103, 79057 Львів, Україна e-mail: oksmyakush@gmail.com
2Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, вул. Клепарівська, 35, 79007 Львів, Україна e-mail: teacher_leon@ukr.net
DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2020.60.055
ОСОБЛИВОСТІ ВИЛУЧЕННЯ ЙОНІВ МІДІ, ЦИНКУ ТА НІКЕЛЮ З ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ПРИРОДНИМИ СОРБЕНТАМИ, АКТИВОВАНИМИ МІКРОХВИЛЯМИ
Із використанням атомно-абсорбційного методу досліджено сорбційну здатність природного сорбенту клиноптилоліту (цеолітний тип структури) стосовно видалення ним іонів Купруму, Цинку та Нікелю з водних розчинів. З’ясовано, що різні варіанти мікрохвильової активації цього мінералу (серії «NAT», «STYM» і «DIR») призводять до помітного зростання сорбційної ємності клиноптилоліту за йонами цих важких металів. Виявлено, що порівняно з аналогічними схемами активації іншого природного сорбенту бентоніту (глинистий матеріал), поліпшення сорбційних параметрів клиноптилоліту стосовно важких металів не таке значне, як у випадку з бентонітом. Підтверджено, що практично у всіх розчинах сорбційне вилучення важких металів на клиноптилоліті відбувається за моделлю Ленгмюра або Ленгмюра-Фрейндліха. Аналогічні результати досліджень були описані у попередніх працях авторів щодо сорбційного вилучення важких металів на бентоніті. За допомогою методів скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної спектроскопії та рентгенофазового аналізу виявлено, що сорбційне вилучення важких металів на бентоніті та на клиноптилоліті відбувається не тільки шляхом утворення моношарів гідратованих іонів цих металів у мікропорах сорбенту (класична модель), а й у вигляді монокристаликів їхніх індивідуальних сполук. Автори висловили припущення, що саме дія мікрохвиль на поверхню згаданих сорбентів у водних розчинах змінює структуру їхніх мікропор і впливає на поверхневий заряд, тому окремі ділянки адсорбенту стають активними центрами кристалізації нових фаз-сполук важких металів.
Ключові слова: важкі метали, цеоліт, бентоніт, мікрохвильова активація
ЛІТЕРАТУРА:
-
1. Zapolsky A. K., Mishkova-Klimenko M. A., Astrelin I. M. et al. Physico-chemical bases of wastewater treatment
technology (Libra, Kyiv, Ukraine, 2000) (in Ukrainian).
2. Tarasevich Yu. I., Polyakov V. E., Penchov V. Zh. et al. Ion-exchange properties and structural features of
clinoptilolites of various deposits. Chemistry and water technology. 1991. Vol. 13(2). P. 132–140 (in
Ukrainian).
3. Kivva F.V., Gorobets V.N., Golovko M.I. et al. New technologies for the processing of sorbents. News of
Energetics. 2003. Vol. 1–2. P. 26–31 (in Ukrainian).
4. Kivva F. V., Gorobets V. N., Golovko M. I. et al. Device for sorbent regeneration by an electromagnetic field.
Sci. innov.2010. Vol. 6(3). P. 12–19 (in Ukrainian).
5. Sysa L. V., Stepova K. V., Petrova M. A. et al. Microwave-treated bentonite for removal of lead from
wastewater. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2019(5). Р. 126–134. (https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-126-5-126-134).
6. Kontsur A., Sysa L., Petrova M. Investigation of copper adsorption on natural and microwave-treated bentonite.
EEJET. 2017. Vol. 6 (90). P. 26–32. (https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.116090).
7. Sysa L., Myakush O., Kontsur A. Peculiarities of the influence of microwave radiation on the process of
bentonite sorption of copper ions from concentrated aqueous solutions. Proc. XVII conf. "Lviv Chemical Readings
2019". 2019. P. Д1. (in Ukrainian).
8. Sysa L. V., Rudik Y. I., Kontsur A. Z. Analysis of isotherms of adsorption of zinc ions on bentonite after
treatment with ultrahigh-frequency radiation. Ecological safety. 2017. Vol. 2(24). P. 45–51. (in Ukrainian).
9. Kontsur A. Z., Rudyk Y. I., Sisa L. V. et al. Influence of microwave irradiation on the process of sorption of
zinc ions by bentonite from concentrated aqueous solutions. Ecological safety. 2018. Vol 1(25). P. 38–45 (https://doi.org/10.30929/2073-5057.2018.1.38-45) (in Ukrainian).
10. Sysa L. V., Shevchuk L. P., Kontsur A. Z. Improvement of sorption parameters of Nickel ions by bentonite due
to irradiation with ultrahigh-frequency waves. Phys. Chem. Solid St. 2017. Vol. 18(4). P. 431–437 (https://doi.org/10.15330/pcss.18.4.437).
11. Kontsur A. Z., Sysa L. V., Shevchuk L. P. Use of microwaves for activation of bentonite in the processes of
sorption of Nickel ions from concentrated aqueous solutions. Phys. Chem. Solid St. 2018. Vol. 19(2). P. 191–196
(https://doi.org/10.15330/pcss.19.2.191-196).
12. Vasylechko V. O., Cryshchouk G. V., Lebedynets L. O. et al. Adsorption of Copper on Transcarpathian
Сlinoptilolite. Adsorpt. Sci. Technol. 1999. Vol. 17(2). P. 125–134. (https://doi.org/10.1177/026361749901700206).
13. Kinniburgh D. General purpose adsorption isotherms. Environ. Sci. Technol. 1986. Vol. 20(9). P. 895–904. (https://doi.org/10.1021/es00151a008).
14. Goldstein J., Newbury D.E., Joy D.C. et al. Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis: Third
Edition (Springer, USA, 2003).
15. Pecharsky V. K., Zavalij P. Yu. Fundamentals of powder diffraction and structural characte-rization of
materials (Springer, USA, 2005).
16. Berthold H., Born J., Wartchow R. et al. The crystal structure of Copper(I) sulfate Cu2SO4. Z. Kristallogr.
1988. Vol. 183. P. 309–318.
17. Tran H. N., You S.-J., Hosseini-Bandegharaei A. et al. Mistakes and inconsistencies regarding adsorption of
contaminants from aqueous solutions: A critical review. Water Res. 2017. Vol. 120. P. 88–116. (https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.04.014).
18. Giles C., Smith. D., Huitson A. A. General treatment and classification of the solute adsorption isotherm. I.
Theoretical. J. Colloid Interface Sci. 1974. Vol. 47(3). P. 755–765. (https://doi.org/10.1016/0021-9797(74)90252-5).
Як цитувати:
Мякуш О., Сиса Л. ОСОБЛИВОСТІ ВИЛУЧЕННЯ ЙОНІВ МІДІ, ЦИНКУ ТА НІКЕЛЮ З ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ПРИРОДНИМИ СОРБЕНТАМИ, АКТИВОВАНИМИ МІКРОХВИЛЯМИ. Праці НТШ. Хім. наук. 2020 Т. LX. С. 55-67.