232
СОРБЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛЮМОСИЛИКАТОВ ПО
ОТНОШЕНИЮ К ИОНАМ Ni
2+
и Cu
2+
.
Абдикамалова
А.Б., Маматалиев Н.Н., Калбаев
А.М., И.Д. Эшметов
Институт общей и
неорганической химии АН РУз
Сорбционно-активные природные алюмосиликаты представляют собой
большой интерес в применении, за счет высокого соотношения поверхности к
объему, ионообменной способности и превосходной химической и
механической стабильности в физиологических условиях, и
при этом широко
распространены на территории Узбекистана. К настоящему моменту большое
внимание уделяется на исследование технологических характеристик данных
алюмосиликатов. Тем не менее, новые
научные и экспериментальные
исследования
возможности
применения
природных
минералов
для
адсорбционной очистки водных ресурсов, остаются актуальными задачами
современной коллоидной химии.
Для исследования сорбционной активности природных алюмосиликатов
были выбраны обогащенные формы бентонитовых глин Крантауского (КР) и
Навбахорского (НЩБ)
месторождений, обогащённая форма каолина (ОК),
приобретённая у ООО «Альянс» (Пахтачинский район Самаркандской области)
и вермикулитовые минералы (V) Тебинбулакского месторождения.
Метод определения никеля основан на образовании окрашенного в
красный цвет комплексного соединения с диметилглиоксимом в аммиачной
среде в присутствии бромистого и бромноватокислого калия и измерении
поглощения светой волны длиной 530 нм [1]. Метод определения Cu
2+
основан
на измерении оптической плотности синего раствора аммиаката меди (II),
полученного в результате реакции [2]:
Cu
+2
+4NH
4
OH
⇄ [Cu(NH
3
)
4
]
2+
+4H
2
O
На рисунках 1 и 2 приведены изотермы адсорбции катионов никеля(II) и
меди(II) в нейтральной среде на исследуемых сорбентах.
Рис. 1. Изотермы
адсорбции Ni
2+
на сорбентах: 1) КР; 2) НЩБ; 3) ОК; 4) V.
Условия процесса t=25±1ºС, рН=7.
0
20
40
60
80
100
120
0
10
20
30
40
50
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Ряд4
233
Рис. 2. Изотермы адсорбции Cu
2+
на сорбентах: 1) КР; 2) НЩБ; 3) ОК; 4) V.
Условия процесса t=25±1ºС, рН=7.
Наиболее важный фактор, оказывающее влияние на сорбцию катионов
алюмосиликатами это
значения pН среды, которые повлияют не только на
диссоциацию функциональных поверхностных групп, но также на состояние
катионов металлов в растворе (гидролиз, комплексообразование). В отличие от
алюмосиликатов типа 1:1 вермикулит и монтмориллониты
могут адсорбировать
ионы тяжелых металлов по двум механизмам: за счет обмена катионами,
располагающихся между плоскостями и за счет образования внутрисферных
комплексов через связи Si-O- и Al-O- на боковых гранях частиц
алюмосиликатов [3]. Известно что, они зависят от рН, потому что в кислотной
среде (рН<4) наблюдается протонирование боковых силанольных и
алюмосиликатных групп. Следовательно, незначительная часть катионов может
сорбироваться на боковых гранях частиц алюмосиликатов, замещая протоны в
группах Si-OH, которые при рН > 2 диссоциируют по кислотному типу.
В общей сложности весь процесс адсорбции катионов металлов состоит из
двух стадий: начальная быстрая стадия - быстрая адсорбция и вторая, заметно
медленнее
чем предыдущая, в которой достигается равновесная адсорбция.
Начальная стадия связана с диффузией катионов из объемного раствора к
поверхности сорбента и их адсорбцией. Сравнительный анализ изотерм
адсорбции катионов металлов на изучаемых пробах показывает,
что их
адсорбционная емкость довольно точно коррелирует с величиной их
катионообменной емкости.
Do'stlaringiz bilan baham: