ВИКОРИСТАННЯ МОДИФІКОВАНИХ І КОМПОЗИЦІЙНИХ ФЕРИТНИХ СОРБЕНТІВ ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ВИЛУЧЕННЯ CU2+

Олександр Петрович Хохотва; Людмила Іванівна Бутченко; Микола Дмитрович Гомеля

Автор(и)

Олександр Петрович Хохотва Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-2607-9242
Людмила Іванівна Бутченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
Микола Дмитрович Гомеля Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-1165-7545

Ключові слова:

важкі метали, сорбція, композиційний сорбент, магнетит, солі жорсткості, селективність

Анотація

Актуальність теми дослідження. Надходження навіть невеликих кількостей важких металів у довкілля становить глобальну проблему внаслідок екотоксичності, мутагенності важких металів та здатності до біоакумуляції та біотрансформації. Постановка проблеми. Недостатньо очищені промислові стічні води містять невеликі кількості важких металів і підвищений сольовий вміст, тому їх не можна скидати в природні поверхневі водойми і така вода не придатна до повторного використання у водооборотних циклах. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Сорбенти з нанорозмірними часточками активної фази використовуються в технологіях очистки води від іонів важких металів. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Недослідженим є питання селективності вилучення іонів важких металів з водних розчинів. Постановка завдання. Вивчення процесів сорбції іонів міді на синтетичному модифікованому магнетиті та композиційному сорбенті КУ-2-8-магнетит у присутності солей жорсткості. Виклад основного матеріалу. Гранична сорбційна ємність не модифікованого магнетиту становила 65 мг/г, магнетиту, модифікованого тіокарбамідом – 80 мг/г, композиційного сорбенту – 170 мг/г. При зростанні концентрації кальцію з 0 до 400 мг/дм3 коефіцієнт розподілу іонів міді між розчином і немодифікованим магнетитом зменшився більш як вдвічі – з 1076 до 467, у той час як для модифікованого – з 2182 до 1651. Використання композиційного сорбенту забезпечувало сталість ступеня очистки води від іонів міді в діапазоні концентрацій солей кальцію 0-2000 мг/дм3, при цьому коефіцієнт розподілу іонів міді лишався сталим – 1150, а коефіцієнт розділення іонів міді і кальцію зростав з 0,5 до 95. Висновки відповідно до статті. Сорбенти з активною фазою магнетиту здатні не тільки ефективно вилучати іони важких металів з води, але й проявляють високу селективність до них. Модифікований магнетит і композиційних сорбент у процесах вилучення іонів міді в конкурентному іонному середовищі були малочутливими до присутності солей жорсткості.

Посилання

Toxicity, Accumulation, and Removal of Heavy Metals by Three Aquatic Macrophytes / A. Basile, S. Sorbo, B. Conte, R. Castaldo Cobianchi, F. Trinchella, C. Capasso, V. Carginale // International Journal of Phytoremediation. – 2012. – Vol. 14, № 4. – Pр. 374–387.

Chan S. M. The uptake of Cd, Cr, and Zn by the Macroalga Enteromorpha crinita and Subsequent Transfer to the Marine Herbivorous Rabbitfish, Sigunus canaliculatus / S. M. Chan, W. Wang, I. Ni // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. – 2003. – № 44. – Pр. 298–306.

Adsorption investigation of MA-DTPA chelating resin for Ni (II) and Cu (II) using experimental and DFT methods / X. Zhao, L. Song, Z. Zhang, R. Wang, J. Fu // Journal of Molecular Structure. – 2011. – Vol. 986, № 1-3. – Pр. 68–74.

Nanotechnology and nanoscale science: Educational challenges / M. G. Jones, R. Blonder, G. E. Gardner, V. Albe, M. Falvo, J. Chevrier // International Journal of Science Education. – 2013. – Vol. 35, № 9. – Pр. 1490–1512.

Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства / С. П. Губин, Ю. А. Кокшаров, Г. Б. Хомутов, Г. Ю. Юрков // Успехи химии. – 2005. – Т. 74, № 6. – С. 539–574.

Ambashta R. D. Water purification using magnetic assistance: A review / R. D. Ambashta, M. Sillanpää // Journal of Hazardous Materials. – 2010. – Vol. 180, № 1-3. – Pр. 38–49.

Giakisikli G. Magnetic materials as sorbents for metal/metalloid preconcentration and/or separation. A review / G. Giakisikli, A. N. Anthemidis // Analytica chimica acta. – 2013. – Vol. 789. – Pр. 1–16.

Структура и свойства магнитных композитных сорбентов на основе сверхсшитых полистиролов / А. В. Пастухов, В. А. Даванков, К. И. Лубенцова, Е. Г. Косандрович, В. С. Солдатов // Журнал физической химии. – 2013. – Т. 87, № 10. – C. 1721–1727.

Structure and sorption properties of hypercrosslinked polystyrenes and magnetic nanocomposite materials based on them / A. V. Pastukhov, V. A. Davankov, V. V. Volkov, S. V. Amarantov, K. I. Lubentsova // Journal of Polymer Research. 2014. – Vol. 21, № 4. – Pр. 1–11.

Leun D. Preparation and characterization of magnetically active polymeric particles (MAPPs) for complex environmental separations / D. Leun, A.K. SenGupta // Environmental Science and Technology.

– 2000. – Vol. 34, № 15. – Рр. 3276–3282.

Kaminski M. D. Extractant-coated magnetic particles for cobalt and nickel recovery from acidic solution / M. D. Kaminski, L. Nunez // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1999. – Vol. 194. – Рр. 31–36.

Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод / Ю. Ю. Лурье. – М. : Химия, 1984. – 448 с.

Иониты в цветной металлургии / К. Б. Лебедев, Е. И. Казанцев, В. М. Розманов, В. С. Пахолков. – М. : Металлургия, 1975. – 352 с.

Аветисян Ю. И. Синтез композиционного сорбента для удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод / Ю. И. Аветисян, А. П. Хохотва // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2015. – Т. 4, № 10 (76). – С. 4–8.