Використання мікрохвиль для активації бентоніту у процесах сорбції іонів нікелю з концентрованих водних розчинів

Abstract

Вивчено фізико-хімічні параметри процесу сорбційного очищення води від сполук Нікелю глинистим сорбентом у статичних умовах. Проаналізовано ізотерму абсорбції іонів цього металу з концентрованих водних розчинів на зразках бентоніту з використанням надвисокочастотного опромінення (мікрохвиль). Найбільш коректно вона описується лінійним рівнянням Ленгмюра. Показано, що опромінення цього сорбенту мікрохвилями у процесі сорбування іонів Нікелю майже у 2 рази збільшує значення граничної сорбційної ємності за цим металом (у порівнянні з методом «стимуляції» - попередньої промивки бентоніту чистою водою під дією мікрохвиль). Результати вивчення відпрацьованого бентоніту методами скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійного та рентгенофазового аналізу вказують на те, що згаданий метал під дією мікрохвиль осаджується на поверхні бентоніту не тільки у вигляді адсорбованого моношару іонів, але й у формі окремої кристалічної фази – силікату Нікелю. Спостерігаються зміни кислотності середовища в процесі сорбційної очистки під дією мікрохвиль: від рН ≈ 5,7…6,5 (перед опроміненням) до рН ≈ 6,7…7,1 (після опромінення). Підтверджено припущення про те, що під дією мікрохвиль у водному середовищі відбувається часткове руйнування силікатного каркасу глинистих сорбентів з вивільненням силікат-іонів SiO3 ^2-. Ці іони зазнають гідролізу, внаслідок чого рН розчину зростає. Також, не виключений прямий розрив зв’язків Si—O в приповерхневих угрупуваннях ≡Si—OН, що призводить до збільшення кількості «вільних» гідроксильних груп