Сорбция тяжелых цветных металлов из водных растворов зернистыми фильтрующими материалами на основе кремнистых пород pdf

Авторы

Никифоров Александр Федорович, д-р хим. наук, профессор, кафедра радиохимии и прикладной экологии, Физико-технологический институт, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург, Россия;
Кутергин Андрей Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, кафедра радиохимии и прикладной экологии, Физико-технологический институт, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург, Россия;
Низамова Алия Фаритовна, студент, ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург, Россия;
Фоминых Ирина Михайловна, канд. хим. наук, доцент, кафедра общей химии, ФГБОУ ВО «Уральский институт ГПС МЧС России», г. Екатеринбург, Россия;
Трифонов Константин Иванович, д-р хим. наук, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности, экологии и химии, ФГБОУ ВО «Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева», г. Ковров, Россия.

Аннотация

Водный фактор играет важную роль в формировании здоровой среды обитания человека. Вследствие неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду поверхностные и подземные источники водоснабжения загрязнены соединениями тяжелых металлов. Наиболее перспективными материалами для очистки природных и сточных вод от этих ингредиентов являются кремнистые породы. В статье представлены результаты определения физико-химических и эксплуатационных свойств кремнистых пород. Показано, что кремнистые породы отвечают требованиям, предъявляемым к фильтрующим материалам. Для изучения природы сорбционных процессов использованы методы физико-химического анализа. Методами потенциометрического титрования и ИК-спектроскопии впервые установлено, что кремнистые породы содержат в своем составе фиксированные функциональные ионообменные группы и являются слабокислотными катионитами. Кроме хемосорбции ионы тяжелых металлов взаимодействуют с кремнистыми породами за счет проявления сил физической природы. Наибольший вклад в поглощение соединений тяжелых металлов фильтрующими материалами вносит физическая сорбция, о чем свидетельствуют низкие величины энергии активации процесса – от 3 до 8 кДж/моль. По результатам экспериментов рассчитаны параметры сорбции ионов тяжелых металлов кремнистыми породами в статических и динамических условиях. Установлено влияние солесодержания и величины рН водной фазы на процесс сорбции. Определены оптимальные условия регенерации отработанных кремнистых пород. Полученные новые данные о закономерностях сорбции катионов тяжелых металлов зернистыми фильтрующими материалами свидетельствуют о принципиальной возможности их применения для очистки природных и сточных вод.

Ключевые слова

природные сорбенты, вода, тяжелые цветные металлы, кинетика, изотермы сорбции, физическая сорбция, хемосорбция, источники водоснабжения, сточные воды.

Ссылка для цитирования

Никифоров А.Ф., Кутергин А.С., Низамова А.Ф., Фоминых И.М., Трифонов К.И. Сорбция тяжелых цветных металлов из водных растворов зернистыми фильтрующими материалами на основе кремнистых пород // Водное хозяйство России. 2018. № 2. С. 92-108.
DOI: 10.35567/1999-4508-2018-2-7