Кинетика десорбции катионов тяжелых металлов на фосфате титана

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследована кинетика десорбции двухвалентных ионов (Cu2+, Mn2+, Co2+, Ni2+) на аморфном фосфате титана. Установлено, что десорбции катионов тяжелых металлов на фосфате титана реализуются по смешанному механизму: внешнедиффузионному и внутридиффузионному. Рассчитаны коэффициенты диффузии, и показано, что диффузия в порах сорбента протекает без стерических затруднений. Для всех изученных ионов химическое взаимодействие адекватно описывается реакцией псевдовторого порядка. Доказано, что скорость и селективность десорбции во многом определяются эффективным радиусом гидратированных ионов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

М. В. Маслова

ФГБУН Федеральный исследовательский центр “Кольский научный центр Российской академии наук”

Author for correspondence.
Email: marmaslova@yandex.ru

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева

Russian Federation, Апатиты, Мурманская обл.

П. Е. Евстропова

ФГБУН Федеральный исследовательский центр “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: marmaslova@yandex.ru

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева

Russian Federation, Апатиты, Мурманская обл.

Н. В. Мудрук

ФГБУН Федеральный исследовательский центр “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: marmaslova@yandex.ru

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева

Russian Federation, Апатиты, Мурманская обл.

Ю. П. Семушина

ФГБУН Федеральный исследовательский центр “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: marmaslova@yandex.ru

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева

Russian Federation, Апатиты, Мурманская обл.

References

  1. Lata S., Singh P.K., Samadder S.R. Regeneration of adsorbents and recovery of heavy metals: a review. // Int. J. Sci. Technol. 2015. V. 12, P. 1461.
  2. Renge V.C., Khedkar S.V., Pandey Shraddha V. Removal of heavy metals from wastewater using low cost adsorbents: a review // Sci. Rev. Chem. Commun. J. 2012. № 2(4). Р. 580.
  3. Bazrafshan E., Mohammadi L., Ansari–Moghaddam A., Mahvi A.H. Heavy metals removal from aqueous environments by electrocoagulation process – a systematic review // Journal of Environmental Health Science & Engineering. 2015. № 13. Р. 74.
  4. Barakat M.A. New trends in removing heavy metals from industrial wastewater // Arabian Journal of Chemistry. 2011. № 4. Р. 361.
  5. Maftouh A., El Fatni O., El Hajjaji S., Jawish M.W., Sillanpää M. Comparative review of different adsorption techniques used in heavy metals removal in water // Biointerface Research in applied Chemistry. 2023. V. 13. № 4. Р. 387.
  6. Naga B.A., Raja S.T., Srinivasa R.D., Suresh K.G., Krishna M.G.V. Experimental and statistical analysis of As(III) adsorption from contaminated water using activated red mud doped calcium-alginate beads // Environmental Technology. 2021. № 42(12). Р. 1810.
  7. Chang Q., Wang G. Study on the macromolecular coagulant PEX which traps heavy metals // Chem Eng Sci. 2007. № 62. Р. 4636.
  8. Korus I., Loska K. Removal of Cr(III) and Cr(VI) ions from aqueous solutions by means of polyelectrolyte-enhanced ultrafiltration // Desalination. 2009. № 5. Р. 247.
  9. Shrestha R., Ban S., Devkota S., Sharma S., Joshi R., Tiwari A.P., Kim H.Y., Joshi M.K. Technological trends in heavy metals removal from industrial wastewater: A review // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021. № 9. Р. 105688.
  10. Burakov A.E., Galunin E.V., Burakova I.V., Kucherova A.E., Agarwal S., Tkachev A.G., Gupta V.K. Adsorption of heavy metals on conventional and nanostructured materials for wastewater treatment purposes: A review // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2018. № 148. Р. 702.
  11. Jia K., Pan B., Zhang Q., Zhang W., Jiang P., Hong Ch., Pan B., Zhang Q. Adsorption of Pb2+, Zn2+ and Cd2+ from waters by amorphous titanium phosphate // Journal of Colloid and Interface Science. 2008. № 318. Р. 160.
  12. Maslova M., Ivanenko V., Yanicheva N., Gerasimova L. The effect of heavy metal ions hydration on their sorption by a mesoporous titanium phosphate ion-exchanger // J. Water Process Eng. 2020. № 35. Р. 101233.
  13. Gerasimova L.G., Maslova M.V., Shchukina E.S. The technology of sphene concentrate treatment to obtain titanium salts // Theor. Found. Chem. Eng. 2009. № 43. Р. 464.
  14. Maslova M., Mudruk N., Ivanenko V., Gerasimova L. Highly efficient synthesis of titanium phosphate precursor for electroactive materials // Ceramic International. 2022. № 48. Р. 2257.
  15. Viegas R.M.C., Campinas M., Costa H., Rosa M.J. How do the HSDM and Boyd’s model compare for estimating intraparticle diffusion coefficients in adsorption processes // Adsorption. 2014. № 20.
  16. Boyd G.E., Adamson A.W., Myers L.S. The Exchange Adsorption of Ions from Aqueous Solutions by Organic Zeolites. II. Kinetics // J. Am. Chem. Soc. 1947. № 69. Р. 2836.
  17. Znamensky Y.P. Apprecating expression for solving Boyd’s diffusion equation // Russ. J. Phys. Chem. 1993. № 679. Р. 1924.
  18. Rieman W., Walton H.F. Ion Exchange in Analytical Chemistry. V. 38. Oxford.: Pergamon Press.1970.
  19. Sparks D.L., Suarez D.L., Aharoni C., Sparks D.L. Kinetics of soil chemical reactions – A theoretical treatment. In. 1991.
  20. Douven S., Paez C.A., Gommes, C.J. The range of validy of sorption kinetic models // J. Colloid Interface Sci. 2015. № 448. Р. 437.
  21. Liu Ch., Zhao X., Zhu H., Yue X. Adsorption and desorption of Cu / Zn ions with triethylenetetramine-functionalized adsorbents: kinetics study // Applied Mechanics and Materials. 2012. V. 209–211. Р. 1999.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Kinetic curves of desorption of heavy metal cations on titanium phosphate: 1 – Cu2+, 2 – Ni2+, 3 – Co2+, 4 – Mn2+.

Download (3KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Kinetics of film diffusion in the coordinates of the Boyd equation for the desorption of heavy metal cations on titanium phosphate: 1 – Cu2+, 2 – Ni2+, 3 – Co2+, 4 – Mn2+.

Download (2KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Kinetics of internal diffusion in the coordinates of the Boyd equation for the desorption of heavy metal cations on titanium phosphate: 1 – Cu2+, 2 – Ni2+, 3 – Co2+, 4 – Mn2+.

Download (2KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences