Сорбционные свойства модифицированного бентонита

СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННОГО

БЕНТОНИТА

Буланкова С.Р.

ФГБУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г. Казань

Ключевые слова: бентонит, кадмий, свинец.

Key words: bentonite, cadmium, lead.

Для конкретного минерального сорбента главным фактором, определяющим его сорбционные свойства, является дисперсность частиц [1, 2]. Сравнительное изучение высокодисперсных

минеральных сорбентов in vitro и in vivo выявило преимущество бентонита. Для повышения удельной поверхности и сорбирующих свойств были проведены исследования по модификации бентонита, в результате которых был получен сорбент с оптимальными характеристиками, получивший название «Модибент».

Целью исследований являлось изучение сорбционных свойств бентонита и «Модибента» in vitro в отношении кадмия и свинца.

Материалы и методы. Для проведения исследований были наработаны опытные партии бентонита и «Модибента» с размером частиц 2 - 6 мкм. Исследования сорбционных характеристик в отношении кадмия и свинца провели методом Горового Л.Ф. и Косякова В.Н.(2002). Каждое определение проводили на 5 параллельных пробах.

Сорбцию кадмия и свинца изучали при дозах 1, 5 и 10 ПДК, а также 10 ПДК кадмия + 10 ПДК свинца. Удельную поверхность изучаемых сорбентов определяли по методике Грега С. и Синг К. (1970). Содержание свинца и кадмия определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. На основе полученных результатов рассчитали сорбцию элементов на 1 кв.м. поверхности сорбентов.

Результаты исследований. В результате модификации бентонита его удельная поверхность повышается на 7,2% и достигает 1912,05 м /г. Из таблицы видно, что сорбционные свойства «Модибента» отличаются от показателей бентонита.

Так, при ПДК=1 бентонит связывает кадмий на 29%больше, чем «Модибент», а свинец - меньше на 28,4%. При ПДК=5 все сорбционные характеристики «Модибента» превосходят показатели бентонита (на 1114%). При ПДК=10 преимущество также имеется.

Сорбционные характеристики сорбентов

Количество ПДК Элемент Бентонит

Адсорбция Адсорбция

% мг/г мкг/м2 % мг/г мкг/м2

1 Сё 70,0 0,0210 0,0117 41,0 0,0123 0,0064

РЬ 51,0 0,2550 0,1420 79,4 0,3970 0,2076

5 Сё 65,9 0,0988 0,0551 80,2 0,1203 0,0629

РЬ 82,6 2,0650 1,1503 93,8 2,3450 1,2264

10 Сё 76,3 0,2289 0,1275 82,4 0,2472 0,1293

РЬ 87,0 4,3500 2,4233 90,2 4,5100 2,3587

10 Сё 68,7 0,2061 0,1148 68,2 0,2046 0,1070

+ 10 РЬ 69,3 3,4650 1,9303 84,9 4,2450 2,2201

При сочетанной дозе 10 ПДК кадмия + 10 ПДК свинца различий в сорбции кадмия не выявлено. Но в отношении свинца «Модибент» также имеет преимущество на 15,6% (абсолютных).

В ходе исследований нами установлено, что свинец лучше сорбируется бентонитом в кислой среде (рН=2), а кадмий - в щелочной среде (рН=8). Что касается «Модибента», то его сорбирующие свойства практически одинаковы в пределах рН=2,0 - 8,0. Эти различия

объясняются тем, что «Модибент» содержит сочетающие агенты, образующие хелатные комплексы с кадмием и свинцом с улучшенной прочностью адсорбции.

Увеличение удельной поверхности «Модибента» связано с повышением высоты межслоевого пространства бентонита и некоторой гидрофобизацией поверхности, что делает возможным процесс интеркаляции органических катионов с М = 300-400 г/моль.

Заключение. Проведенные исследования показали, что «Модибент» в отличие от бентонита хорошо сорбирует кадмий и свинец в диапазоне рН=2,0 - 8,0. Это объясняется повышением прочности адсорбции за счет образования хелатных комплексов. В целом «Модибент» имеет улучшенные сорбционные свойства в отношении кадмия и свинца, как в отдельности, так и в сочетании в пределах ПДК=1-10.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Бикташев, Р.У. Удельная поверхность

минеральных энтеросорбентов /Р.У.Бикташев, С.А.Софронова,

С.Р.Буланкова// Мат. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию ФЦТРБ «Биотехнология: токсикологическая, радиационная и

биологическая безопасность». - Казань, 2010.-С. 309-311. 2. Буланкова, С.Р. Изыскание сорбентов для нейтрализации тяжелых металлов / С. Р. Буланкова, Р. У. Бикташев, С. А. Софронова, В. А. Конюхова, // Мат. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию ФЦТРБ «Биотехнология: токсикологическая, радиационная и биологическая безопасность». -Казань, 2010.- С. 15-16. 3. Горовой, Л.Ф. Сорбционные свойства хитина и

его производных /Л.Ф.Горовой, В.Н.Косяков // В кн.: Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение.- М.: Наука, 2002.-368с.- С.217-246. 4. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С.Грег, К.Синг.-М.: Мир, 1970.- 408с.

СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННОГО БЕНТОНИТА

Буланкова С.Р.

Резюме

Проведено сравнительное исследование удельной поверхности бентонита и «Модибента», их сорбционных свойств в отношении кадмия и свинца в отдельности и в сочетании при дозах 1-10 ПДК. Установлено преимущество «Модибента».

SORPTIONAL PROPERTIES OF THE MODIFICATED BENTONITE

Bulankova S.R.

Summary

The active surfaces of bentonite and «Modibent» were investigated. Sorptional properties concerning cadmium and lead are studied for each element and their combination in dozes 1 - 10 MAL. Established that «Modibent» is a preferable sorbent.

УДК 619.615.9:549.25/28

МАКСИМАЛЬНАЯ СОРБЦИЯ ЦИНКА И СВИНЦА БЕНТОНИТОМ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ pH

Буланкова С.Р.

ФГБУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г. Казань

Ключевые слова: бентонит, цинк, свинец, рН, сорбция.

Key words: bentonite, zinc, lead, pH, sorption.

Катионно-обменные свойства слоистых алюмосиликатов изучены достаточно хорошо. В наших исследованиях сравнительное изучение высокодисперсных (2-6 мкм) минеральных сорбентов in vitro и in vivo показало преимущество бентонита в отношении сорбции свинца и кадмия.[1] Для эффективного применения бентонита в рационах животных