Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Борисков Д. Е., Ефремова С. Ю., Комарова Н. А. Изучение адсорбции ионов кадмия из растворов на природном и модифицированных диатомитах // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 70-76. DOI: 10.18500/1816-9775-2023-23-1-70-76, EDN: AOVKKS

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 145)
Полный текст в формате PDF(En):
(загрузок: 50)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.723.21
EDN: 
AOVKKS

Изучение адсорбции ионов кадмия из растворов на природном и модифицированных диатомитах

Авторы: 
Борисков Дмитрий Евгеньевич, Пензенский государственный технологический университет
Ефремова Сания Юнусовна, Пензенский государственный технологический университет
Комарова Надежда Алексеевна, Пензенский государственный технологический университет
Аннотация: 

Поиск новых технологий очистки природных и сточных вод не теряет своей актуальности. Тяжелые металлы являются наиболее опасными загрязнителями. Наибольшей токсичностью среди них обладает кадмий, вызывая при техногенном загрязнении водной среды серьезные экологические проблемы, поэтому его извлечение является актуальной задачей. Проведен анализ зарубежных исследований по извлечению ионов кадмия. Адсорбция кадмия исследовалась многими авторами и описана во многих работах на каолинах оксидах/гидрооксидах железа, в отличие от кремнистых пород. Для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов предлагается сорбционный метод с использованием природного и модифицированного диатомита. Целью явилось изучение сорбционной активности диатомита по отношению к ионам кадмия. В статических условиях были исследованы процессы физико-химического модифицирования диатомита для извлечения ионов кадмия из водных растворов, изучено влияние времени и рН на величину сорбции, определены оптимальные условия сорбционного извлечения, построены изотермы адсорбции, получены количественные характеристики величин адсорбции ионов кадмия на поверхности модифицированных сорбентов, оценена принципиальная возможность использования диатомитов для очистки кадмий содержащих сточных вод. На основании полученных данных можно заключить, что кислотная активация не способствует адсорбции (наблюдается даже отрицательная адсорбция), что подтверждает подвижность кадмия в области низких рН. С увеличением щелочности велика вероятность образования катиона гидроксокадмия (CdOH)+, что также понижает мобильность этого металла. Термическая активация показывает стабильную адсорбцию по отношению к Cd+2, что дает основание предположить возможность использования такой активации диатомита для сорбции кадмия и других металлов, то есть при комплексном загрязнении.

Список источников: 
  1. Moore J. W., Ramamoorthy S. Heavy metals in natural waters. N.Y. : Springer, 1983. 268 p.
  2. Алыков Н. М., Шачнева Е. Ю., Арчибасова Д. Е. Изучение адсорбции кадмия из водных растворов на модифицированных сорбентах // Научный потенциал регионов на службу модернизации : межвуз. сб. науч. ст. / гл. ред. Д. П. Ануфриев. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
  3. Forbes E. A., Posner A. M., Quirk J. P. The specifi c adsorption of divalent Cd, Co, Cu, Pb, and Zn on goethite // J. Soil Sci. 1976. Vol. 27. P. 154–166.
  4. Бузаева М. В., Климов Е. С. Физико-химические свойства природных сорбентов Ульяновской области // Башкирский химический журнал. 2010. № 4. С. 37–40.
  5. Пимнева Л. А., Искакова А. И. Термодинамика адсорбции ионов кадмия на каолине// Современные наукоемкие технологии. 2019. № 3, ч. 1. С. 60–64.
  6. Femina Carolin C., Senthil Kumar P., Saravanan A., Janet Joshiba G., Naushad Mu. Effi cient techniques for the removal of toxic heavy metals from aquatic environment // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2017. Vol. 5, № 3. P. 2782–2799.
  7. Mona Abbasi, Edwin Safari, Majid Baghdadi, Mehran Janmohammadi. Enhanced adsorption of heavy metals in groundwater using sand columns enriched with graphene oxide: Lab-scale experiments and process modeling // Journal of Water Process Engineering. 2021. Vol. 40. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.101961 
  8. Sarthak Gupta, Sireesha S., Sreedhar I., Patel Chetan M., Anitha K. L. Latest trends in heavy metal removal from wastewater by biochar based sorbents // Journal of Water Process Engineering. 2020. Vol. 38. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101561
  9. Gang Cao, Jiaxue Sun, Menghua Chen, Huimin Sun, Guilong Zhang. Co-transport of ball-milled biochar and Cd2+ in saturated porous media // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 416. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125725
  10. Xiaoqiang Cui, Jianwei Zhang, Minghui Pan, Qiang Lin, Muhammad Bilal Khan, Xiaoe Yang, Zhenli He, Beibei Yan, Guanyi Chen. Double-edged effects of polyvinyl chloride addition on heavy metal separation and biochar production during pyrolysis of Cd/Zn hyperaccumulator // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 416. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125793
  11. Борисков Д. Е., Блинохватов А. А. Диатомиты Пензенской области и их использование в качестве универсальных сорбентов при очистке воды для нужд пищевой промышленности // Инновационная техника и технология. Пенза : Изд-во «Фролов Дмитрий Иванович», 2018. № 1 (14). С. 47–49.
  12. Максатова А. М., Везенцев А. И., Михайлюкова М. О., Калашникова Л. А. Физико-химические основы получения адсорбента на основе диатомита // Вестник современных исследований. 2017. № 7-1 (10). С. 162–169.
  13. Борисков Д. Е., Кузьмин А. А., Комарова Н. А., Давыдова М. А. Влияние типа модификации диатомита на его сорбционную способность // Инновационная техника и технология. 2019. № 3 (20). С. 68–74.
  14. Клочков Е. П., Павленко В. И., Матюхин П. В., Ястребинская А. В. Модифицирование природных минеральных систем для очистки воды от радионуклидов // Совр. проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 32–35.
  15. Лисин С. А. Модифицирование биогенного кремнезема и пути его использования : автореф. дис. ... канд. хим. наук. Казань, 2004. 23 с.
Поступила в редакцию: 
04.05.2022
Принята к публикации: 
01.06.2022
Опубликована: 
31.03.2023
Краткое содержание:
(загрузок: 43)