Сорбция гидролизных форм 3d-переходных элементов природным монтмориллонитом тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

На правах рукописи

РГБ ОД

1 о МАЙ 2003

Л вал Салим Аль Салех Аль Батиха

СОРБЦИЯ ГИДРОЛИЗНЫХ ФОРМ 34 - ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИРОДНЫМ МОНТМОРИЛЛОНИТОМ

02.00.01 - неорганическая химия

АВТОРЕФЕРАТ .

днссертащш на еонскагше ученой степени кандидата химических наук

ДУШАНБЕ -2000

Работа выполнена на кафедое «Химия радионуклидов» Таджикского государственного национального университета

Научный руководитель:

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Хаыидоа Б.О.

Научный консультант:

доктор фшшсо-математнческих наук, профессор Туйчиев Ш.Т.

Официальные оппоненты: доктор хшпчесхнх наук,

. профессор Ашмджаноа А.А.

каидндаг химических наук, старший научный сотрудник Каюмов А.

Ведущая организация: Типяагаскнй технический университет

им. акад. М.Оспмн.

Защита диссертации состоится » 2000 г. ВЦ» 00 часов на

заседании диссертационного совета Д.013,02.01. в Институте химии им В.Н. 111шшша Академии наук • Республики Тадкшп;стсн по адресу: 734063, республика Тадяснкистан, г. Душанбе, ул. Айзш, 299/2. Е- mail: Kotibilm @ al. tajik, net.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Института Ximrni им В.И. Никитина АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан

»

2000 г.

Ученый секретарь диссертационнш совета, доктор химических наук

'» L

к k.

В.Д. Абулхаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Одним из важных направлений в повышении эффективности производственных процессов является использование дешевых и экономичных видов минерального сырья, к которому относится и монтмориллонит, как один из разновидностей природных глинистых адсорбентов.

Монтмориллонит, который обладает хорошими адсорбционными свойствами, в настоящее время для удовлетворения производственных нужд Таджикистана завозится из-за рубежа. Вместе с тем, на территории Республики Таджикистан выявлены огромные залежи этого уникального по своим сорбционным характеристикам глинистого адсорбента.

Однако, эти месторождения и физико-химические свойства моптмориллонитсодержащие в них минералы к настоящему времени остаются практически малоизученными. Естественным является то, что моптмориллонитсодержащие минералы в различных месторождениях имеют специфические свойства. В связи с этим, исследование важных свойств монтмориллонита месторождения Юго-западного Таджикистана как набухаемостн, тиксотропности, ионообменной емкости и других параметров, которые определяют возможности его использования в научных технологических процессах, является одной из важных и актуальных научных задач.

Цель работы заключается^в определении физико-химических свойств, дисперсности, набухаемостн, обменной емкости, состава и структуры монтмориллонита Юго-западного региона Таджикистана, рентгенофазовым методом анализа, в определении степени пригодности монтмориллонита с целью использования его в сорбционных процессах, в ,, изучении сорбции 36- переходных элементов и некоторых красителей, а также поверхностно-активных веществ монтмориллонитом как на имитированных стоках, так и в самих стоках; в определении области концентрирования и очистки их, а также в разработке технологической схемы и осуществления монтажа линии водоочистки от канцерогенных , веществ на уровне ПДК в производственных условиях.

Научная новизна работы состоит в том, что подробно изучены физнкб- химические свойства глинистых адсорбентов месторождения Юго-западного Таджикистана и на этой основе проведена классификация их. Установлены размеры н концентрация пор. Предложен новый механизм координационного взаимодействия, основанный на захвате гадроксокомплексов 3(1- переходных элеме1ггов и некоторых красителей активными центрами поверхностью монтмориллонита.

Практическая значимость работы. Результаты исследования по сорбции Зс1- переходных элементов и некоторых красителей, а также ПАВ

как из имитированных, так и в самих стоках ДЭПО локомотивных • хозяйств и п/о «Таджнктестнль» позволили разработать технологическую -"-! схему водоочистки и на этой основе провести монтаж линии сорбционно-осадительной колонны по очистке канцерогенных веществ в ДЭПО локомотивного хозяйства и для очистки стоков п/о «Таджн«текстиль» от канцерогенных металлов и красителей.

Апробации работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТГНУ (1996-1999 гг.); на конференции, посвященной 50-летию ТГНУ (Душанбе, 1998г.); па международной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения заслуж. деятеля науки, члена кор. АН FT, профессора Шукурова О.Ш. (Душанбе, 1998г.); на юбилейной научно-практической конференции «Проблемы современной химической науки и образования», посвященной ^О-летию химического факультета и 65- летню д.х.и., профессора Якубова Х.М. (Душанбе, 1999 г.).

• Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 10 публикациях.

Структура и обг.сл рябогы. Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, списка цитируемой литературы, содержащей 115 наименований. Работа включает В таблиц и 35 рисунков.

О С И О 1)110 Е С ОД Е J" Ж ЛИНЕ 1' Л Г» ОТ Ы

1. Фщпко-химнчсскнс методы определении химического coirrntia, pli вытяжки, набухасмостн, ионного иПмспп Л.В.В. образцов природного глинистого'адсорбента

По известной в литературе методике определяли макро- и микросоставы, набухаемость, рН водной вытяжки, карбонатность, засоленность и обменную емкосг трех образцов бентонитов, что являются важными параметрами при определении свойств и проведений классификации.

Исходя нз этого, исследуемые образцы. бентонитов обозначены следующим образом; А - желтый глинистый адсорбент; Б - розовый глинистый адсорбент; В - серый глинистый адсорбст-.

Полученные экспериментальные результаты атомно-эмиссионного полуколичественного спектрального н силикатного анализов, приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Результаты полуколнчествеиного атомно - эмиссионного спектрального анализа микросостава бетонитов (п=1)

Образцы Микросостав, %

Си РЬ Аз Ва Бг № Мп ва

А пТО'3 и-10° п-10"5 п-10"2 п-10"2 - пЮ"2 п-10"3

Б п-10'2 - п-10'2 пЮ"2 - пЮ"2 н-10"3

В п-10"3 - п-10"2 п-10"2 п-10"2 - п-10"2 пТО'3

Следует обратить внимание на содержание Си, РЬ, Ая и Яг в исследуемых образцах, где концентрации их колеблются от 1.10"2 до 1.10"3 %. Эти микрокомпоненты по характеру являются канцерогенными.

Предельно допустимая концентраций (ПДК) в питьевой' воде составляет для Си=0,15 мг/л; РЬ=0,3 мг/л; Сг=0,5 мг/л; Аз=5.10 %. Сопоставляя результаты анализа, приведенные в табл. 1, и содержание вышеуказанных мнкрокомпонентов в питьевой воде, можно считать, что оии не превышают (ПДК). —

Таблица 2

Результата силикатного анализа образцов А.Б.В. бентонита

Образцы Содержание окислов, %

А1203 Ре203 СаО т2о 1.10

А' 50.20 53.25 .23.25 24.23 3.75 3.85 ■ 4.20 5.50 5.50

Б 50.67 16.96 17.49 5.56 8.54 10.04 10.87 5.36

В 57.0 17.96 7.23 9.60 3.15 3.52 4.15

Как видно из таблицы 2, соотношение БЮ^АЬОз- 2,2:1, а Са - 4,20%; Mg-5,50% . Учитывая соотношение БЮ* а А12Оз и содержание СаО, М{$0 ^ суммы Ыа20 и К2О в исследуемых образцах* можно считать, что оно относится к монтмориллониту октаэдрическ^й формы (табл.2).

Результаты анализов, приведенные в таблице 3, показывают, что образцы А, Б с общей Е=57,6-53,1 п 65-70% набухаемостью вполне можно . рекомендовать для очистки тоипМйских и питьевых вод от канцерогенных У веществ, а образец В с общйТобменной емкостью

Е =Са2++М^++Ыа1++К++=59,4 н 80% набухаемостью можно рекомендовать только для очистки винных н плодовоягодных соков и других питьевых продуктов от нежелательных примесей (табл.3).

Таблица 3

Основные физико-химические характеристики А, Б, В образцов глинистого адсорбента

Образцы Засоленн ость рн выдержки 1г/20 Обменная емкость мг/экв/100 Набухае мость, % 70

Общая Ес«2+ Ек*

А 0 5,75 57,6 37,1 20,5

Б 0 6,00 53,1 39,0 14,1 65

В 0 5,90 59,4 46,0 . 13,4 80

2. Исследование структуры н норпстоеш природных глинистых адсорбентоп

Методами рентгенографии под большими и малыми углами были исследованы порошки сорбентов 1-3. Большеугловые измерения проводили на дифраетометре ДРОП-2, а малоугловые - на' КРМ-1 с использованием щелевой коллимации первичного рентгеновского излучения. При примененной в работе геометрии съемок картин больше-углового и ыалоуглового рассеяния, радиальные полуширины первичного пучка составили 24 и 4 угловых минут, соответственно. Во всех исследованиях использовали -ъ СиКа-нзлученне, отфильтрованное никелевым фильтром. Съемки болыиеугловых рентгенограмм (БР) проводили в режимах «просвет» и «отражение», а малоугловых (МР) -только в режиме «просвет».

На рис.1 представлены БР сорбентов 1-3. Как видно из рисунка, БР сорбентов 1 и 2 практически не отличаются друг от друга. В них наблюдаются отражения в углах 20 - 5; 6,5; 9 и 15 , которым

о

соответствуют ыежплоскостные расстояния 17,7; 13,6; 9,8 и 5,9 А. Рефлексы на БР являются асимметричными по'форме профиля, что свидетельствует о состоянии их характера. Различие картин БР сорбентов 1 и 2заключается только в перераспределении интенсивности в рефлексах, связанные, по-видимому, с существующими распределениями в ориентации кристаллографических плоскостей в кристаллических

мицеллярных структурах. Размеры мицелл оценивали по формуле Селекова-Шеррера. Проведенные по разным рефлексам оценки, дали

о

значения 25-35 А; среднее атомное расстояние в неупорядоченных

участках, определенное по положению максимума аморфного гало в угле

о 0 0

20-15 , составило 5,9 А при размерах областей корреляции 12 А.

БР сорбента 3 также характеризуется проявлением асимметричных

по форме профиля рефлексов в углах 20 - 3,2; 5,5; 7,5 и 15" , которым

о . •

соответствует межплоскостные расстояния 27,0; 16,1; 11,4 и 5,9 А.

Общей чертой БР сорбентов 1-3 является наличие небольшого количества довольно размытых и сливающихся друг с другом рефлексов. Подобные рентгенограммы характерны для слабо кристаллических и аморфных веществ. Значения массовой степени кристалличности Ск, определенные по методу Гермакса-Рейдингера и Фаулера, для образцов следующие: Ск,-Ск2-20-25 %; Ск3-Ю-15%.

Поскольку сорбцнонные свойства сорЬентов связаны с наличием в них пор различных размеров и форм, важно было провести малоугловые исследования образийв с целью оценки их пористости, то есть определения размеров, формы и концентрации пор.

Па рис. 2 представлены МР сорбентов: 1-3. Как видно из рис. 2, на МР образцов наблюдается только диффузионной рассеяние. Распределения интенсивности рассеяния представляют с особой экспоненциально падающие линии.

При переходе адсорбента 1 к 3 наблюдается резкое снижение интенсивности рассеяния, обусловленное уменьшением концентрации рассеивающих частиц (пор, трещин и др.).

Для получения сведений о размерах пор кривые I (<р) были представлены в координатах 1е1 - <р((р2) (рис. 3). Видно, что зависимости 1н(<р2) состоят из нескольких прямолинейных с изломами участков, характеризующихся соответствующими углами наклона. Из них по методу Кратки - Порода определяли размеры пор (ГО и их концентрации (И) по уравнению:

ЦО)И б*" '

где У=1/2Н3 - объем пор сферических;

1(0) -экстраполяционное значение тггенсивноста;

1 = 0 -определяли из графика ^1=<р(<р2).

Рис. 1. Малоугловые рентгенограммы природных адсорбентов.

1 - Сорбент

2. - Сорбент 2,

3. - Сорбент 3.

1.2

0.9

0.6

£>.3

-0.3

Ьд I

Ж

Ж;

2 \\ 1

\

1, ■;,■> .у '

\1Г>\

14 I

--0.Э:

1-0.6

юоо:

2000

\

12

Рис. 2. Малоуглопые рентгенограммы природных сорбентов п координатах - <р2 I-Сорбент 1;

2, - Сорбент 2,

3, - Сорбент 3.

Рас. 3. Болъшеугловые рентгенограммы природных сорбентов 1 - Сорбент 1,' - ■ «

2. - Сорбент 2,

3. - Сорбент 3,

Таблица 4

Размеры (II) и концентрации (И) пор в сорбентах

Участ. на крив, рис. 3 Сорбент 1 Сорбе!гг 2 Сорбент 3

II, А N. см"3 Н, А N. см"3 II, А Н, см"3

I 50 28,0.10м 50 26,6.10й 70 1,50.10'*'

П 150 4,3.10'4 120 11,4.1014 110 1,15.10м

III 100 5.5.10м 80 16,6.1014 100 1,15.10м

IV 165 22,5.10й 170 0,40.10м 260 0,10.10м

V - - 230 0,35.10й - - -

3. Сорбция хрома (П1, VI) на монтмориллоните

I

В процессе проведения опытов по изучению сорбции хрома (III) на монтморнллотгте н порядку смещения реагентов во всех экспериментах прн постоянстве остальных условий выполнялись 3 сернн опытов:

а) к исходному слабокислому раствору, содержащему Сг-в^;. монтморнллошгг и фоновый электролит, добавляется раствор КОН до нужного значения рН и интенсивно перемешивается содержимое соосаждения;

б) к раствору, в котором находится осадок носителя -монтмориллонит п фоновый электролит, добавляется Сг ач (сорбция на поверхности);

в) в тех же условиях, по без носителя монтмориллонита проводилось осаждениё ГО Сг (П1), и потерн его вследствие сорбции стенками сосудов и других прнчт1. Указанный порядок исследования процессов соосаждения позволяет разграничить как самосоосаждение, так и совместное осаждение или сорбцию поверхностью носителя. Распределение сорбируемого микрокомпонента (СК) между раствором и осадком определялось по содержанию Сг (III) в центрифугате радиометрически с помощью радиоактивного изотопа хрома-51 в жидкостной кювете на установке ПП-16.

Количество носителя монтмориллонита соответствовало 1,25 мг, объем раствора - 50 мл, концентрация 51Сг-4,510"3 моль/л. Отделение раствора от осадка проводилось центрифугированием с ускорением 45005000 Измерение рН проводилось на рН-метре ЭВ-73 с ошибкой не более0,05 рН. "В качестве фоновых электролитов использовались растворы КШ3, КС1, Щ Шз и Ш4!С03, температура среды 20-25°С, время соприкосновения раствора с осадкбм - 30 мин. Соосажление Сг(Ш) на монтмориллоните в . 1-мол.КС1 Начинается при значениях рН,

совпадающих с началом гидролиза хрома (III), то есть при рН = 2,85 и является полним в интервале рН = 4,5-12.

Сорбция и соосаждение 4,5.Ю"5моль/л 51Сг(Ш) на монтмориллоните о 1ыоль KNO3 протекает аналогично. Полученные данные можно объяснить протеканием следующих процессов:

- В кислой среде при рН 3 начинается гидролиз хрома (III) с образованием преимущественно ионов СЮН2+, Сг(ОН)/ и что подтверждается расчетами изменения долен гидролизных форм с увеличением рН среды.

- Сорбция хрома (III) на монтмориллоните начинается только тогда, когда в растворе появляются гидроксокатионы Сг(ОН)з°.

1. Электронные спектры поглощении гндроксо-шшплексоп хрома (III) до и после сорбции

Электронные спектры водных растворов комплексов. 3d- металлов при различных рН и концентраций были получены-на спектрофотометре Specord UV vis (ГДР) в области 50000-28000 см"1 (ультрафиолетовая область) и 30000 -13000 см'1 (видимая область). Спектры снимали в кварцевых кюветах с толщиной слоя в 1,0 см. Время регистрации - 4,4 минуты.

Из диаграммы расщепления уровней следует, что независимо от силы поля лнгандов для хрома (III) -<13 - система, три электрона находятся и свободном d3 - неспаренном состоянии. Согласно диаграммы энергетических уровнен, возможны три разрешенных по спину d-d перехода: .

4А2->%■ 4А2->4Т,(Г); '%->4Т,(Р) ' '

В спектре гексаакванона хрома (III), действительно, наблюдаются три полосы поглощения с максимумами при 17400, 24700 и 37000 см'1.

Растворы Сг(ЫОз)заНгО при различных рН имеют полосы поглощения в следующих областях: концентрация Cr(NOj)j nll20; - 2,9.10"5 М.

Поглощение в дальней (50000-40000 см"1), видимо, связано с переносом заряда.

По-видимому, полоса поглощения, соответствующая 48000-46000 см'1 (рН 2,5) относится к СЮ11и , а полоса поглощения 46500-43000 -относится к Сг(ОН)2+ н Ст(ОН)}°. •

После сорбции наблюдается некоторое смещение полос поглощения 0 области соогветствующих формам Сг(ОН)2+ и Сг(ОН)2+. Вместо полос 48500 см'1, 43000 см'1 появляются полосы 33000-32000 см*1 при рН= 6-6,5. По-видимому, в процессе сорбции СгОН2\ Сг(ОН)г+ и Сг(ОП)3° полностью переходят в твердую фазу, а в растворе появляются "другие формы, что

подтверждают наши теоретические расчеты доли ионных комплексных форм от рН.

2. Сорбции анионных: комплексных форм хрома (VI) на монтмориллоните

Сорбция хрома (VI) изучалась в зависимости от условий, в которых изменялось состояние ионов хромата от его концентрации, солевого фона и влияния химического состава, структуры и пористости природного адсорбента типа монтмориллонита в широком интервале рН среды ( 2,57,5). Нами была сделана попытка идентифицировать формы анионов хрома (VI) по нх спектрам в УФ-областн. Выяснилось, что для ыонохромата характерны два максимума поглощения при 35000 см"1 и 29000 см"1, а для бихромата характерен один максимум - при 29000 см"1.

Сорбция иона СЮ42' при концентрации его 4,5.10"5 моль/л и 2,5.10"4 моль/л в КЫОз на монтмориллоните практически отсутствует во всем изученном интервале рН. Спектр поглощения исходного раствора идеигпгчен спектру иона СЮ.»2" и хорошо согласуется с литературными данными. Следовательно, сорбция отсутствует, если в растворе хром находится в виде иона СЮ.|2'. Спектр раствора при рН 7,5 (35000 си'~ 29000 см'1) также соответствует моиохромату.

Сорбция хрома при концентрациях 4,5.10"' моль/л в 1 мол. КЖ)з наблюдается в интервале р! 1=8-1, при это а г в интервале рН=4-6,5 происходит полное извлечение хрома из растворов (концентрирование).

Таким' образом, на основании спектрофотометрнческих исследований, расчетных данных по распределению форм анионов Сг(VI) и сорбции можно дать характеристику сорбируемостн анионных форм хрома (VI). Ионы Сг042" и Сг2072" не сорбируются на монтмориллоните ни по координационному и ни по ионному механизму. Сорбируемой формой хрома (VI) является ПСЮч", и этот процесс протекает по схеме:

Н

81-011 +II - О -СЮз-> Н20 + ... ¿-Сг,0

Это объяснение дополнительно подтверждается отсутствием ' сорбции координационно-насыщенных ионов СЮ42" и Сг207 , неспособных к образованию мостиковон связи.

Сорбции Со(П) на монтмор! лошпге

Сорбция кобальта (II) ил монтмориллоните в 1 М KNOJ начинается 1фц значениях рН, совпадаю^« с началом гидролиза Со(И), то есть, при рН=5 и является полным в интервале рН=8,3-9. В этих условиях ыгшохно концентрирование Со (II) с последующим отделением его от носителя переосождением последнего при рН=5 или влиянием раствора,

полученного при растворении сорбированного микрокомпонента в минимальном количестве кислоты, в концентрированном растворе аммиака. В присутствии нитрата аммония наблюдается два максимума соосаждения: при рН=7-7,5 и рН=10; с увеличением концентрации NHtNOj от 1 до 3 M соосажденне уменьшается в области рН 7-10. Сорбция Со(Н) падает до нуля в >3 мол. NH4NO3 при рН=8. Вместе с тем , с увеличением концентрации соли наблюдается возрастание сорбции при рН=7, то есть в области гидролиза кобальта (II).

Полученные данные можно объяснить протеканием следующих процессов. В кислой среде при рН 5. начинается гидролиз Со(Н) с образованием преимущественно иона СоДО! l)/*, что подтверждается расчетами изменения доли гидролизных форм при увеличении рН среды.

Схематически сорбционный процесс может быть записан в виде поверхностной реакции, приводящей к образованию мостиковой связи сорбируемого компонента поверхностью монтмориллонита.

/Со ^

НО ОН \ Н* _

Со Со ... О + H - О - Si(Al) -> Il20f

\ НО ОН < ^ H

^ Со ^

/ Со \ If

НО ОН \ I + Со Со ... O-Si(Al)

^ НО ОН <-' |

^ Со ^ II

Спектры электронного поглощения C0SO4 6II2O в УФ-областн до сорбции при Cco(so4)6=2,5-10'5; МО"5 и рН=7,5 содержат полосы поглощения при 49000-46000 см'1.

После сорбции при рН=7,5 в тех же условиях появляются совершенно новые полосы поглощения при 35000-32000 см'1. По-видимому, образующиеся гидроксокомплексы Со4(ОН)/\ сорбируются на монтмориллоните, а в растворе остаются аквононы Со(Н20)б которые не способны к сорбции,

б. Сорбция никеля (11), цинка (II) н меди (II) на монтмориллоните

Сорбция никеля (II)', цинка (II) и меди (II) при равной концентрации металлов (См<Н,5-10'5М) в 1М KN03, NaC104 и 1М KN03+0,5MK2C03 практически одинакова и является полной в интервале рН=7,5 - 10.

Максимум соосаждения никеля (П), цинка (II) и меди (П) в 1М ЫН^ЫОз наблюдается при рН--7,9, а при повышении концентрации ИН^Оз до 5М сорбция и соосаждение практически отсутствуют в связи с образованием аминоком^лексов.

Сорбцию никеля (II), цинка (И) и меди (II) поверхностью монтмориллонита с исследуемым солевым фоном при рН=12 схематически можно записать в виде реакции, приводимой к образованию мостнковой связи с поверхностью носителя:

//

(ШзМОН) Ме - ОН + Н - О — (N11)4(011) — (

\\

где (Ме=№, 7& и Си).

//

81 + 011-,

ч\

Электрошше спектры гндроксокомплексов никеля (И), меди (II) и цинка (II) до и после сорбции в интервале р11=2,5-8,5 показали, что область поглощения для аквакомплексов никеля (II) лежит при 47000-46000 см"1, а для СиОН*, Си(ОН)2° (47000 см'1), а после сорбции наблюдается смещение полос поглощения (41000-32000 см"1). По-видимому, происходит сорбция этих форм и вследствие появляются новые гидроксокомплексы.

В растворах ИН^КОз наблюдается аналогичная зависимость, однако, вследствие буферностн системы изменения рН имеют меньшую величину.

Экспериментальные данные по сорбции ионов цинка и изменения рН среды (рН) при этом можно объяснить протеканием поверхностных реакций между группами сорбента и гидролизными формами сорбата:

1Г Н

рН 6-9 / \

(Дргко) по-гп... о + о-

\ /

II н

II »

- 5|(Л1) МзО + НО - гп - О 4>51(А1)

I

(а)

рН 6-9 (ДрП=0)

РН6-9 (ДрН>0)

н*

/

II

_ Г • I

-7л - О + НО-А-БКЛ!) Н;0 + Та - О-\ »•

Н

-51(А1)

Н

Г+НО-!-8|Г

(Г)

н

/

о

I

+Н20

\

51(А1>

\

О

/

н

(д)

В первых реакциях: а) в раствор выделяются протоны; в реакции (в) не происходит выделения пли поглощения протонов, однако, сорбция является полной; при рН = 9 происходит подщелачивание растворов, то есть выделение ОН- групп в раствор; г) поглощение протонов нз молекул воды в растворе; реакция (д) по мере возрастания доли отрицательно заряженных ионов - 2п(ОН)зЫНу и Zn(OI Г)^2" (рис. 4) происходит сорбция.

Изучена кинетика сорбции метиленвнолета в интервале концентрации от 0,2.10"5 и до 1,2.10'5 н. Распределение концентрации красителя между раствором н твердой фазой контролировали с помощью СФ-4 прнД=667 ммк.

Результаты исследования показали, что полная сорбция метиленвнолета н мстнлеиового голубого достигается при их исходной концентрации равной 0,99.10'5 и скорости перемещения раствора У=300 об/мнн. достигает через 20 минут. С увеличением концентрации красителей скорость обменной сорбции сокращается до 10 минут. Результаты эксперимента показали, что скорость сорбции красителей зависит от их концентрации.

Разработка технологический схемы установки для очистки !■ производственных стоков от канцерогенных веществ '

Результаты исследования по сорбции Зд- элементов, некоторых красителей н поверхностно-активных веществ (ПАВ) как на имитированных стоках ' ДЭПО локомотивного хозяйства и п/!.о «Таджиктекстиль», так и в самих стоках позволили разработать технологическую линию седиментационной колонны очистки промышленных стоков от канцерогенных веществ и провести монтаж линии водоочистки в ДЭПО локомотивного хозяйства г. Душанбе.

7. Кинетика сорбции мстнлсипнолста н мстнлснопого голубого на монтмориллоните

Рис.4; Изменение концентрации ионов водорода в растворе (ДрН) при сорбции цнкка (С?л=4,5 Ю^М) ыонтмориллонитом

1. Сорбция в 1М КЫОь

2. ДрНвШКЖЪ.

3. Сорбция в М Ы^ЬЮ,,

4. ДрН в 1М ЫН4МО,

ВЫВОДЫ

1. Физико-химическими методами анализа определен макро- и микрохимический состав разновидностей глинистых адсорбентов Юго-западных регионов Таджикистана.

По содержанию макрохнмического состава исследуемых образцов была сделана классификация глинистых адсорбентов. Установлено, что анализируемые образны по химическому составу относятся к монтмориллониту.

2. Установлены важные технологические параметры, а именно, дисперсность, набухаемость и обменная сорбцнонная емкость изучаемых образцов монтмориллонита.

3. Исследованы структура и пористость исследуемых образцов монтмориллонита методом рентгенографии. Установлено, что некоторые образцы адсорбентов по пористости более малодисперсные и при этом распределения по размерам нор составляют 50 - 150 А, а их концентрация составляет 28,010ы см'3. На субмикроскопическом уровне эти сорбенты могут быть рекомендованы в качестве хорошего адсорбента для очистки промышленных стоков от канцерогенных

' веществ.

4. Изучена сорбция гидроксокомплексов 3с1 - пе^ходных элементов в зависимости от рН, сложного солевого фона и концентрации сорбируемого мнкрокомпоиента на монтмориллоните. Выявлено, что область полного концентрирования их лежит в пределах рН 6,5-7,8.

5. Спектрофотометрическнм методом изучены электронные спектры поглощения гидролизных форм Сг(Ш,У1), Со(Н), N¡(11), Си(Н) и Za(ll) в зависимости от рН и их концентрации до и после сорбции. Установлено, что с увеличением степени замещения полосы поглощения в спектрах электронного поглощения гидролизных форм сдвигаются в видимую область (в более низкочастотную область).

6. Исследована кинетика сорбции метиленвнолетта и метнленового голубого в зависимости от их концентрации и времени на монтмориллоните. Установлено, что время полной сорбции этих красителей зависит от их концентрации.

7. Разработана модифицирован)..л методика ДрН-метрии на основании уравнения баланса гидроксильных гр пп и экспериментальных данных найдено число таких групп, принимающих участие в элементарных актах сорбции. На основании комплекса физико-химических методов исследования установлен новый механизм координационного взаимодействия ЪА - переходных элементов и красителей, основанный на захвате гидролизных форм активыми центрами сорбционной поверхности мо1Гтмор1ШЮНита.

8. На основании полученных экспериментальных данных составлен материальный баланс; составлен и произведен монтаж технологической

лишш очистки производственных стоков ДЭПО локомотивного хозяйства от канцерогенных и поверхностно-активных веществ на монтмориллоните.

Оснооное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1. Авад аль Батнха, Хамндов Б.О., Нуралиев Д., Туйчиев Ш.Т., Мирзоев Б., Сафиев X. Исследование структуры и пористости природных глинистых адсорбентов // Докл.АП Республики Таджикистан. 1996. -T.XXXlXk№ П-12. С.64-68.

2. Аль Батиха, Хамндов Б.О., Мирзоев Б., Ермахмадова 3. Фнзнко-химнческне свойства глинистых адсорбентов и использование их в народном хозяйстве // Тезисы докл. Республиканской научной конференции, посвященной 90-летню Шукурова О.Ш. Вестник педагогического университета. Душанбе. 1998}йып.З.*С.113.

3. Аль Батиха Авад, Хамндов Б.О., Ермахмадова 3., Мирзоев Б Сорбция метнленового синего и метнленвиолета природным глинистым адсорбентом Н Тезисы докл. Республиканской научной конференции, посвященной 90-летню Шукурова О.Ш. Вестник педагогического университета. Душанбе.'1998, вып.3/С.114.

4. Кудратова JI.X., Хамндов Б.О., Гулямов , аль Батнха Авад. Изучение сорбционных свойств бентонитов Таджикистана // Тезисы докл.юбилейной научно-теоретической конференции, посвященной 50-летшо Таджикского государственного национального университета. Душанбе/'.998.'С.83.

5. Авад Батиха аль Сапех аль Салем, Хамндов Б.О., Закревская Т.М., Самойлова В.Ф:, Щекотурова Е.К. Исследование механизма сорбции комплексных форм никеля(П) в различных растворах солей на монтмориллоннте//Тезнсы докл.юбнлейной научно-практической конференции, посвященной 40-летню химического факультета и 65-летшо Якубова Х.М. Душанбе. 1999.-С.22-23.

6. Аль батиха Авад, Хамндов Б.О., Мирзоев Б., Сафнев X., Пометун Е.А. Определение физико-химических свойств природных глинистых адсорбентов // Координационные соединения и аспекты их пршменення. -Душанбе.-1999. -С.114-117.

7. Аль Батиха Авад, Хамндов Б.О., Закревская Т.М., Щекотурова Е.К., Самойлова В.Ф. Кинетика сорбции метнленового голубого на монтморнллоните//Вестннк ТГНУ 1999. Выч 2, № 1 ;С.145-147.

8. Аль Батнха Авад, Хамндов Б.О., Закревская Т.М., Щекотурова Е.К., Самойлова В.Ф. Изучение сорбции метнленового голубого и десорбшш ионов кальция на монтмориллоните П Оестник ТГНУ. 1999. Вып.2, Л? 1.^С.148-149.

9. Сафиев Х.С., Мирзоев Б., Хамидов Б.О., Авад Салем аль Салех аль Батиха Способ доочнсткн сточных вод от тяжелых металлов // Патент РТ, № 970004 99 от 18.10.97.

Ю.Аль Батиха Авад, Б.О.Хамндов, Т.М.Захревская, В.Ф.Самойлова, Е.К. Щекотурова. Извлечение хрома (III, VI) из производственных стоков сорбцией на природном монтмориллоните. // Тезисы докл, международной конференции водные ресурсы и водохозяйственные проблемы. Душанбе. 1999.-С.53.

24ЛП-2000 г. ТГНУ. Зма« 9. т«ра* ХОО.