Obtaining of iron-containing silicate composites for contaminated water purification from arsenic compounds

Abstract

Об'єктом дослідження є палигорськіт-природний глинистий мінерал шарувато-стрічкової структури. Для нього характерною є висока питома поверхня, вторинна поруватість та сорбційна здатність щодо катіонів металів. Проте, за рахунок негативного заряду поверхні, палигорськіт є неефективним при очищенні вод від забруднення, що знаходяться в аніонній формі, зокрема, від сполук арсену. Суттєвим недоліком використання дисперсних алюмосилікатів в якості сорбентів є складність їх відділення від рідкої фази після процесу сорбційного очищення. Тому авторами для підвищення сорбційних властивостей палигорськіту щодо забруднювачів, які знаходяться у водному середовищі в формі аніонів, було використано метод модифікування його поверхні ферумвмісними сполуками, що включає в себе обробку підготовленого палигорськіту солями заліза(ІІІ) в слабко лужному середовищі. В роботі використовувалися фізико-хімічні методи дослідження структури модифікованих та вихідних зразків палигорськіту, зокрема, метод інфрачервоної спектроскопії (ІЧ-спектроскопії) та метод низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту. Отримані результати вказують на те, що поверхня палигорськіту вкрита сполуками заліза(ІІІ), що привело до підвищення питомої поверхні з 213 м 2 /г до 275 м 2 /г та розміру пор з 1,9 нм до 2,25 нм. Одержані зразки відрізняються від вихідного мінералу підвищеною сорбційною здатністю по відношенню до сполук арсену(V). Величина максимальної сорбції арсену модифікованим зразком становить 7,8 мг/г, що значно перевищує таку для природного палигорськіту-0,2 мг/г. Показано, що вилучення арсену ферумвмісним силікатом відбувається достатньо швидко і не залежить від величини рН водного середовища в діапазоні 3-8. Це пов'язано з тим, що при обробці поверхні палигорськіту оксигідроксидами заліза, останній набуває підвищеної реакційної здатності за рахунок збільшення кількості активних сорбційних центрів. Ключові слова: сорбція арсену, очищення води, оксигідроксиди заліза, глинисті мінерали, модифікування поверхні.

Utilization of Spent Adsorbent in a Ceramic Matrix

“…The object of this study was a spent adsorbent based on saponite (Ukraine) with an applied layer of ferrihydrite in a ratio of 1:1 (Sap-Fh), synthesized according to [10]. To simulate a contaminated water system, a model solution with a Cr (VI) concentration of 50 mg/dm 3 , a pH of 5.2, and an ionic strength of 0.01 based on NaCl was employed.…”

“…The object of this study was a spent adsorbent based on saponite (Ukraine) with an applied layer of ferrihydrite in a ratio of 1:1 (Sap-Fh), synthesized according to [10].…”