SORPTION OF HEAVY METAL IONS BY NATURAL HEILANDITE MODIFIED WITH ORGANOSILICON COMPOUND
Abstract and keywords
Abstract (English):
The work is devoted to studying the sorption of copper, nickel and cobalt from aqueous solutions by natural heulandite modified with 1-(3-triethoxysilyl-propyl)thiosemicarbazide. It has been established that the modification of the heulandite leads to an increase in the adsorption activity of the zeolite with respect to these ions

Keywords:
adsorption, modification, ions of heavy metal, water treatment
Text
Publication text (PDF): Read Download

Одними из наиболее распространенных загрязнителей поверхностных и сточных вод являются ионы тяжелых металлов (ТМ). ТМ в организме человека проявляют канцерогенные, мутагенные и психотропные свойства [1]. В июле 2021 г. Президентом РФ был подписан Указ «О Стратегии национальной безопасности Российской Федерации», где одним из девяти стратегических приоритетов развития страны является охрана окружающей среды, сохранение природных ресурсов и рациональное природопользование, адаптация к изменениям климата [2]. В документе отмечено, что сохранение уникального эколого-географического достояния России является обязательными условиями для улучшения качества жизни ее населения.

Для тонкой очистки промышленных и бытовых вод в качестве недорогих и доступных адсорбентов применяют природные цеолиты, значительные запасы которых находятся на территории РФ и стран СНГ. Но природные цеолиты характеризуются низкой сорбционной емкостью и нуждаются в модифицировании [3]. В качестве модификатора цеолита (частиц 0,5-1,0 мм) использовали 1-(3-триэтоксисилил-пропил)тиосемикарбазид (TSC), серо- и азотсодержащие группы которого являются мягкими основаниями и могут связывать ионы ТМ. Модификация в гексановой среде, протекает при взаимодействии между молекулами TSC и гидроксильными группами цеолита со стадиями гидролиза и конденсации материала. Стадия гидролиза осуществляется за счет влаги, содержащейся в порах цеолита. Изучение адсорбционных характеристик модифицированных образцов осуществляли на модельных растворах CuSO4, CoCl2, и NiSO4, концентрация которых варьировалась от 5 до 100 мг/л. Равновесную концентрацию ионов металлов в растворе определяли спектрофотометрическим методом. Исследование адсорбционных свойств цеолитов по отношению к ионам Cu (II), Co (II) и Ni (II) проводили в статических условиях. Для построения изотерм адсорбции в работе использовали метод переменных концентраций ионов металлов. Изотермы адсорбции ионов Cu (II), Co (II) и Ni (II) соответствуют мономолекулярной адсорбции, описываемой уравнениями Фрейндлиха и Ленгмюра (см. рис.).

Значения адсорбционных емкостей цеолита для ионов Cu(II), Co(II) и Ni(II) до модификации составили 0,08 ммоль/г (4,8 мг/г), 0,05 ммоль/г (5,6 мг/г) и 0,10 ммоль/г (5,9 мг/г); а после модификации – 0,46 ммоль/г (29,5 мг/г), 0,42 ммоль/г (24,9 мг/г) и 0,28 ммоль/г (16,6 мг/г).

Рисунок – Изотермы адсорбции ионов

Cu (II), Co (II) и Ni (II) на модифицированном цеолите

Таким образом, модификация цеолита 1-(3-триэтоксисилилпропил)-тиосемикарбазидом приводит к повышению адсорбционной активности цеолита по отношению к ионам никеля, меди и кобальта, что может найти применение в очистке промышленных и бытовых сточных вод.

References

1. Yajima I., Zou C., Li X. and other. Analysis of heavy-metal-mediated dis-ease and development of a novel remediation system based on fieldwork and exper-imental research // Japanese journal of hygiene. - 2015. DOI:https://doi.org/10.1265/jjh.70.105.

2. Ukaz Prezidenta RF «O strategii nacional'noy bezopasnosti Ros-siyskoy Federacii». Internet-resurs. URL: http://publication.pravo.gov.ru /Document/View/0001202107030001 (data obrascheniya 25.03.2022).

3. Filatova E.G., Pozhidaev Yu.N., Pomazkina O.I. Issledovanie adsorbcii ionov tyazhelyh metallov prirodnymi alyumosilikatami // Fizikohimiya poverhnosti i zaschita materialov. - 2016. - T. 52. - № 3. - S. 285-289.

Login or Create
* Forgot password?