Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,618

МЕХАНИЗМ СОРБЦИИ КАТИОНОВ ZN2+, CD2+, PB2+ И CU2+ ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ НА МАГНИЙ-АЛЮМИНИЕВОМ СОРБЕНТЕ

Процай А.А. Боковикова Т.Н. Привалова Н.М. Привалов Д.М.
 Изучение механизма взаимодействия сор­бента с ионами тяжелых металлов проводили путем исследования химического состава сор­бента и состояния адсорбированных ионов ме­тодами ИК-спектроскопии и ренгенофазового анализа.

Установлено, что на всех спектрах в обла­сти поглощения свободных групп ОНнаблюдается смещение полосы 3690 см в низкочастотную об­ласть, что говорит об уменьшении количества этих групп в сорбенте при адсорбции на нем ио­нов металлов. В то же время появляются интен­сивные широкие полосы с максимумом в области 2455 см-1, которые могут соответствовать валент­ным колебаниям ОН- групп гидроксидов, а так­же гидроксокомплексов. На спектре образца с ад­сорбируемыми ионами меди наблюдается не толь­ко уменьшение интенсивности полосы свободных групп ОН-, но и появление четких полос новой фазы - водного сульфата с частотами полос 600, 780, 870, 10075, 1115, 1135, 1630, 3275 и 3414 см-1. Образование новых фаз подтверждается результа­тами рентгенофазового анализа: на рентгенограм­мах зафиксировано образование новой кристал­лической фазы Cu4(SO4)(OH)6 H2O (d = 6,98; 5,31; 3,47; 2,71; 2,62; 2,42; 2,30; 2,27; 2,02; 1,54 А), а так­же оксида меди (d = 2,53; 2,33; 1,95 4 1,87; 1,71; 1,59, 1,51 А).

Механизм сорбции для двухзарядных ио­нов металлов описывается как реакциями ионного обмена, так и «неионообменной сорбцией»: ионы магния в структуре сорбента замещаются катиона­ми Cu2+ , Zn2+, Cd2+, Pb2+, кроме того, на поверх­ности сорбента катионы тяжелых металлов, попа­дая в щелочную среду, образуют труднораствори­мые гидроксиды (для цинка и гидроксокомплек-сы) по схеме:

Ме2 + 2ОН- → Ме(ОН)2

Zn(ОН)2 + 2ОН-→ Zn(ОН)4 ]2-

Произведение растворимости гидроксидов меди (II), кадмия (II), цинка (II) и свинца (II) в сотни раз меньше произведения растворимо­сти гидроксида магния, поэтому равновесие хи­мического взаимодействия смещается в сторону образования труднорастворимых гидроксидов. Кроме того, из адсорбента в воду дополнитель­но диффундируют ионы магния, что также спо­собствует повышению рН среды. Диффузия ка­тионов магния возможна благодаря невысокой прочности связей с кристаллической решеткой катионита. Таким образом, формируются ми­целлы гидроксидов тяжелых металлов с даль­нейшим укрупнением их в агрегаты, образова­нием и ростом коллоидной структуры за счет сил электростатического взаимодействия меж­ду положительно заряженной поверхностью зе­рен адсорбента и отрицательно заряженными мицеллами гидроксидов тяжелых металлов. Из этого следует, что поглощение ионов Cu2+ , Zn2+, Cd2+, Pb2+ происходит не только за счет ионного обмена сорбируемых катионов с ионами магния, но и за счет образования гидроксидов, аква- и гидроксокомплексов, образующихся в результа­те взаимодействия металлов с ОН - группами на поверхности сорбента. Сорбция ионов меди сопровождается образованием новых химиче­ских соединений.


Библиографическая ссылка

Процай А.А., Боковикова Т.Н., Привалова Н.М., Привалов Д.М. МЕХАНИЗМ СОРБЦИИ КАТИОНОВ ZN2+, CD2+, PB2+ И CU2+ ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ НА МАГНИЙ-АЛЮМИНИЕВОМ СОРБЕНТЕ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2010. – № 12. – С. 145-145;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=1035 (дата обращения: 21.09.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252