Сорбция ионов никеля на гидроксиде железа(III), свежеосажденном из раствора сульфата железа(II). Часть 1. Механизм и эффективность сорбционного процесса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе изучены сорбционные свойства гидроксида железа(III), полученного осаждением из раствора сульфата железа(II), в отношении ионов никеля. Исследование выполнено при комнатной температуре на модельном растворе сульфата натрия (400 мг/л), который имитировал загрязненные природные и сточные воды. Показано, что удаление ионов никеля из модельного раствора осадком свежеосажденного гидроксида железа(III) при рН 7 и 8 с удовлетворительной точностью описывается классическими изотермами адсорбции Фрейндлиха, Ленгмюра и Дубинина – Радушкевича. Рассчитанные по последнему уравнению значения свободной энергии адсорбции не превышают 8 кДж/моль, что свидетельствует о физической природе адсорбции и исключает ионообменное взаимодействие ионов никеля с гидроксидом железа(III). Наиболее полно удаление ионов никеля из раствора происходит при сорбции гидроксидом железа(III) при рН 8. Сорбционная емкость гидроксида железа(III) по ионам никеля как при рН 7, так и при рН 8 почти на порядок превосходит аналогичную величину для многих минеральных, углеродных и угольных сорбентов. Сопоставление эффективности сорбционной очистки модельного раствора с помощью осадков гидроксида железа(III), полученных осаждением из растворов сульфата железа(II) и хлорида железа(III), показало, что наиболее глубокое удаление ионов никеля достигается при использовании осадков гидроксида железа(III), полученных из раствора FeCl3.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Д. Линников

ФГБУН Институт химии твердого тела УрО РАН (ИХТТ УрО РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: linnikov@mail.ru
Россия, ул. Первомайская, 91, г. Екатеринбург, 620990

И. В. Родина

ФГБУН Институт химии твердого тела УрО РАН (ИХТТ УрО РАН)

Email: linnikov@mail.ru
Россия, ул. Первомайская, 91, г. Екатеринбург, 620990

Список литературы

  1. Salnikow K., Zhitkovich A. // Chem. Res. Toxicol. 2008. V. 21. P. 28–44. 10.1021/tx700198a' target='_blank'>http://doi: 10.1021/tx700198a
  2. IARC Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risks to Humans: Chromium, Nickel and Welding. V. 49, IARC, Lyon, France, 1990.
  3. Виноградов С.С., Кудрявцев В.Н. // Водоснабжение и канализация. 2010. № 5–6. С. 113–118.
  4. Линников О.Д., Родина И.В., Бакланова И.В., Сунцов А.Ю. // Физикохимия поверхности и защита материалов 2021. Т. 57. № 3. С. 255–261. https://doi.org/10.31857/S0044185621030165
  5. Donat R., Akdogan A., Erdem E., Cetisli H. // J. Colloid Interface Sci. 2005. V. 286. P. 43–52. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.01.045
  6. Линников О.Д., Родина И.В. // Химическая технология. 2020. Т. 21. № 5. С. 199–204. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2020-21-5-199-204
  7. Sivrikaya S., Albayrak S., Imamoglu M., Gundogdu A. et al. // Desalination and water treatment. 2021. V. 50. № 1–3. P. 2–13. https://doi.org/10.1080/19443994.2012.708234
  8. Krasil’nikov V.N., Linnikov O.D., Gyrdasova O.I., Rodina I.V., Tyutyunnik A.P., Baklanova I.V., Polyakov E.V., Khlebnikov N.A., Tarakina N.V. // Solid state Sciences. 2020. V. 108. Р. 106429. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2020.106429
  9. Amin Islam Md., Rabiul Awual Md., Angove M.J. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2019. V. 7. P. 103305. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103305
  10. Yang S., Li J., Shao D., Hu J., Wang X. // J. Hazard. Mater. 2009. V. 166. P. 109–116. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.11.003
  11. Линников О.Д., Родина И.В. // Физикохим. поверхн. и защита матер. 2022. Т. 58. № 6. С. 574–582. https://doi.org/10.31857/S0044185622060109
  12. Линников О.Д., Родина И.В., Захарова Г.С. и др. // Физикохим. поверхн. и защита матер. 2023. Т. 59. № 1. С. 28–35. https://doi.org/10.31857/S0044185622060110
  13. Kiyama M. and Takada T. // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1972. V. 45. P. 1923–1924.
  14. Misawa T., Yashimoto K. and Shimodaira S. // Corrosion Science. 1974. V. 14. P. 131–149.
  15. Deng Y. // Wat. Res. 1997. V. 31. № 6. P. 1347–1354.
  16. Клещёва Р.Р., Жеребцов Д.А., Мирасов В.Ш., Клещёв Д.Г. // Вестник ЮУрГУ. 2012. № 1. С. 17–22.
  17. Петрова Е.В., Дресвянников А.Ф., Цыганова М.А. и др. // Вестник Казанского технологического университета. 2009. № 2. С. 24–32.
  18. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с.
  19. Новиков Ю.В., Ласточкин К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Медицина, 1990. 400 с.
  20. Limousin G., Gauder J.-P., Charlet L. et al. // Applied Geochemistry. 2007. V. 22. P. 249–275. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2006.09.010

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. (a) – изменение концентрации ионов никеля в модельном растворе при его сорбции при рН 7 на образовавшемся в растворе при рН 7 осадке гидроксида железа(III); (б) – изотермы сорбции ионов никеля на осадке гидроксида железа(III) при рН 7. С – концентрация ионов никеля в растворе; СFe – начальная концентрация ионов железа(II) в модельном растворе при осаждении гидроксида железа(III); q – величина сорбции ионов никеля на осадке гидроксида железа(III).

Скачать (282KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изотермы сорбции ионов никеля при рН 7 осадками гидроксида железа(III), полученными осаждением в модель- ном растворе при рН 7 при разных начальных концентрациях ионов железа(II): (a) CFe=12.5 мг/л, (б) CFe=25 мг/л, (в) CFe=50 мг/л, (г) CFe=100 мг/л.

Скачать (297KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальные данные по сорбции ионов никеля при рН 7 осадком гидроксида железа(Ш). осажденном в модельном растворе при рН 7 и CFe=25 мг/л. в координатах уравнений: (a) - (4). (б) - (5). (в) - (7).

Скачать (223KB)
Метаданные
5. Рис. 4. (a) – изменение концентрации ионов никеля в модельном растворе при его сорбции при рН 8 на образовавшемся в растворе при рН 8 осадке гидроксида железа(III); (б) – изотермы сорбции ионов никеля на осадке гидроксида железа(III) при рН 8.

Скачать (235KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изотермы сорбции ионов никеля при рН 8 осадками гидроксида железа(III), полученными осаждением в модельном растворе при рН 8 при разных начальных концентрациях ионов железа(II): (a) CFe=12.5 мг/л, (б) CFe=25 мг/л.

Скачать (171KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024