Research of structure and sorption properties of montmorillonite modified with hexadecylthymethylammonium bromide

Abstract

Монтморилоніт характеризується значною дисперсністю часточок та наявністю великої кількості сорбційних центрів на його поверхні, що здатні до катіонного обміну. Одним з найбільш проблемних місць є те, що монтморилоніт практично не здатен до видалення забруднювачів, що присутні у водах у вигляді аніонів. З метою отримання сорбентів, здатних вилучати аніони важких металів, було проведено модифікування поверхні монтморилоніту катіонною поверхнево-активною речовиною гексадецилтріметіламмоній бромідом. В ході дослідження для вивчення структури вихідного монтморилоніту і його органомодифікованих форм використовувалися рентгенофазовий аналіз, скануюча електронна мікроскопія, інфрачервона спектроскопія, термічний аналіз. Для вивчення сорбційних властивостей композитів використано спектрофотоколориметричний метод. У роботі підтверджено, що молекули гексадецилтріметіламмоній броміду сорбуються не тільки на зовнішній поверхні частинок, а й мігрують між алюмосилікатними пакетами шаруватої структури монтморилоніту. Сорбційні дослідження підтвердили, що застосування органомодифікованих форм монтморилоніту дозволило підвищити ступінь вилучення іонів хрому (VI) з 32 % до 96 %. Отримані сорбенти дозволяють очистити забруднену воду з концентрацією хрому (VI) рівній 1 мг/дм 3 до значень гранично допустимих концентрацій. Це пов'язано з тим, що органомодифікування поверхні монтморилоніту має ряд особливостей та дозволяє змінити структуру вихідного мінералу, а також перезарядити поверхню глини від негативної до позитивної. Завдяки цьому забезпечується можливість використання органоглин для видалення неорганічних токсикантів, що знаходяться у аніонних формах. У порівнянні з аналогічними відомими, отримані композити забезпечують видалення навіть слідових кількостей аніонів важких металів з водних середовищ.