Silylation of clay minerals from Cherkasy deposit (Ukraine) montmorillonite (layer silicate) and palygorskite (fibrous silicate) was performed using organosilane (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES). Solvents with different polarity (ethanol, toluene) were used in synthesis. The structure of modified minerals was characterized by complex of methods (X-ray powder diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, nitrogen adsorption-desorption at −196 °C and thermal analysis). Studies of adsorption characteristics of APTES-modified clay minerals were carried out in relation to uranium (VI). The results indicated that modified montmorillonite and palygorskite were effective materials for water purification from UO22+.
The peculiarities of sorption removal of uranium (VI) compounds from the surface and mineralized groundwater using clay-supported nanoscale zero-valent iron (nZVI) composite materials are studied. Representatives of the main structural types of clay minerals are taken as clays: kaolinite (Kt), montmorillonite (MMT) and palygorskite (Pg). It was found that the obtained samples of composite sorbents have much better sorption properties for the removal of uranium from surface and mineralized waters compared to natural clays and nZVI.It is shown that in mineralized waters uranium (VI) is mainly in anionic form, namely in the form of carbonate complexes, which are practically not extracted by pure clays. According to the efficiency of removal of uranium compounds from surface and mineralized waters, composite sorbents form a sequence: montmorillonite-nZVI > palygorskite-nZVI > kaolinite-nZVI, which corresponds to a decrease in the specific surface area of the pristine clay minerals.
We have investigated the physicochemical features of the purification of wastewater that are complex on its content and include a mixture of heavy metal ions (Cu(II), Cd(II), Zn(II), Co(II), Cr(VI)). The phase of a composition and structural-sorption characteristics of synthesized nano-sized Fe0/kaolinite composites were studied. It was found that the obtained materials have much better sorption properties for the extraction of heavy metals from aqueous solutions in comparison with natural kaolinite. Calculations of sorption isotherms according to the Freundlich equation are done. Based on isotherms, the average values of specific sorption per unit of an active surface of the mineral at the content of heavy metal ions in the initial solutions of 300 μmol/dm3 were determined. They range from 0.42 to 17.1 μmol/g for Cr(VI) to Cu(II) ions. It has also been found that similar values for the modified samples are much larger and range from 13.8 to 80.27 μmol/g for ions from Cr(VI) to Cu(II). It is shown that composite sorbents based on nano-sized zero-valent iron and dispersed kaolinite silicate are effective sorbent materials for the purification of water contaminated with toxic heavy metal ions that are commonly found in wastewater of the galvanic and hydrometallurgical industries.
We studied the main physicochemical features of removing of arsenate from contaminated waters utilizing stabilized nanoscale iron. An inorganic kaolinite matrix was used for stabilization. The structure of adsorbents was studied using some physicochemical methods (X-ray powder diffraction and the low-temperature N2 adsorption-desorption method). It was found that the efficiency of the removal of arsenic (V) ions depends on the weight ratio of iron nanopowder to kaolinite, whereas it does not depend on the pH of the water systems in a wide range. Kinetics data were analyzed using pseudo-first-order and pseudo-second-order models. It was stated that the removal of arsenic by iron-containing composites based on kaolinite occurs relatively rapid. The adsorption kinetic was appropriately described by the pseudo-second-order model, indicating the high affinity of arsenates with the surface of the iron-containing nanocomposite. The results demonstrated that the obtained materials have a much higher sorption capacity to As(V) ions than natural silicates. The Langmuir and Freundlich isotherm equations provided good fittings for the experimental sorption data. It was shown that the sorbents based on stabilized nanoscale iron effectively remove toxic arsenic ions from contaminated water.
Об'єктом дослідження є бентонітові глини, основним породоутворюючим мінералом яких є монтморилоніт. Даний природний силікат проявляє сорбційну здатність до іонів важких металів завдяки високій катіонообмінній ємності та питомій поверхні. Одним з найбільш проблемних місць використання монтморилоніту в сорбційних процесах є здатність до набухання у водних середовищах. Це значно ускладнює відділення відпрацьованого сорбенту від очищеної води. Для усунення даного недоліку найчастіше використовують гранулювання з подальшою термічною обробкою. При цьому в якості структуроутворюючого агенту застосовують різні полімерні сполуки. Такий прийом призводить до значного зменшення питомої поверхні бентонітових глин, а значить, і погіршення їх сорбційних властивостей. В ході дослідження використовували метод модифікування поверхні монтморилоніту оксигідроксидами феруму (феригідритом). Отримані матеріали відрізняються технологічністю та підвищеною сорбційною здатністю по відношенню до сполук урану. Це пов'язано з тим, що при обробці поверхні бентонітових глин феригідритом можна отримати ефективні сорбенти, які втрачають здатність до набухання без термічної обробки. Нанесення шару ферумоксидних сполук на поверхню монтморилоніту привело до зміни параметрів поруватої структури отриманого композиту. Так, питома поверхня модифікованого зразку становить 250 м 2 /г, що значно перевищує таку для вихідного мінералу (89 м 2 /г). При цьому у 2,8 рази збільшився середній розмір пор. Показано, що внаслідок обробки поверхні монтморилоніту феригідритом відбувається зростання сорбційної здатності матеріалів щодо сполук урану зі збільшенням вмісту заліза на поверхні: від 0,42 мг/г для вихідного монтморилоніту до 10,13 мг/г для модифікованого зразку. Встановлено, що присутність конкурентних металів (As, Mn, Co, Cd, Cr) в мінералізованих водах в еквімолярних кількостях не призводить до суттєвої зміни величин адсорбції урану на бентоніт/ферумоксидних композитах.Ключові слова: очищення води, сорбція урану(VI), бентоніт, монтморилоніт, оксигідроксиди заліза, мінералізовані води, важкі метали.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.