Применение кремнийсодержащих отходов в качестве сорбентов ионов тяжелых металлов
Объекты атаки ионов тяжелых металлов. Анализ адсорбции в статических условиях на модельном растворе соли кадмия с концентрацией 100 мг/л в температурном интервале 25-45С. Снижение значений адсорбционной емкости кремнегеля при повышении температуры.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2018 |
| Размер файла | 69,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Применение кремнийсодержащих отходов в качестве сорбентов ионов тяжелых металлов
Акаев Олег Павлович,
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химии,
Цветкова Анна Дмитриевна,
соискатель кафедры химии.
Костромской государственный университет им. Н.А.Некрасова.
Тяжелые металлы принадлежат к числу важнейших загрязнителей биосферы. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов - токсикантов выделена приоритетная группа, в которую входят кадмий, медь, ртуть, свинец, цинк, хром, как наиболее опасные для здоровья человека и животных. ион металл адсорбция кремнегель
Молекулярными мишенями, то есть объектами атаки ионов тяжелых металлов, служат:
1) гемсодержащие белки и ферменты;
2) системы перекисного и свободнорадикального окисления липидов и белков, а также системы антиоксидантной и антипероксидной защиты;
3) ферменты транспорта электронов и синтеза АТФ;
4) белки клеточных мембран и ионные каналы мембран.
Токсический эффект тяжелых металлов связан также с нарушением синтеза цитохрома Р-450, ответственного за биодеградацию ксенобиотиков. Нарушение этой системы приводит к накоплению в тканях и органах органических токсикантов. Кроме того цитохром Р-450 участвует в метаболизме не только ксенобиотиков, но и эндогенных биологически активных веществ: гормонов, катехоламинов, витаминов группы Д, холестерина. Поэтому нарушение его синтеза или снижение активности может вызвать глубокие нарушения метаболизма.
К возможным источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами относятся предприятия черной и цветной металлургии, машиностроения (гальванические ванны меднения, никелирования, хромирования, кадмирования), заводы по переработке аккумуляторных батарей, автомобильный транспорт [1, 2].
Исследуемый кремнийсодержащий материал (кремнегель) является крупнотоннажным отходом производства фторида алюминия. Кремнегель - это полидисперсный продукт, представленный достаточно рыхлыми вторичными агрегатами частиц размером 0,4-120 мкм с преобладающим размером 40-50 мкм. Удельная поверхность Sуд, измеренная методом оптической микроскопии, составляет ~ 10 м2/г. После отделения на фильтре от маточного раствора AlF3 кремнегель имеет влажность 40-50 %. Основными сопутствующими компонентами являются AlF3, Al(OH)3, H2SiF6 в количествах, не превышающих 6,0 % [3].
Исследование адсорбции проводили в статических условиях на модельном растворе соли кадмия с концентрацией 100 мг/л в температурном интервале 250С-450С при соотношении Т:Ж=3:100. Исходную и равновесную концентрации иона Cd2+ определяли с помощью ионоселективного электрода. Для количественного описания процесса применяли величину «адсорбционной емкости», равную количеству сорбированного иона на единицу массы сорбента (в пересчете на сухое вещество). Степень очистки водных растворов определяли как отношение количества сорбированного иона к его исходной концентрации в растворе [4].
В ходе исследования установлено, что при стандартной температуре адсорбционная емкость исходного сорбента 1,74 мг/г, степень очистки водного раствора от иона Cd2+ составляет 26 %. Снижение значений адсорбционной емкости кремнегеля при повышении температуры свидетельствует о протекании физической адсорбции, обусловленной силами межмолекулярного взаимодействия (рисунок 1).
Рис. 1. Кинетические кривые адсорбции ионов кадмия исследуемым сорбентом: 1 - при 25 0С; 2 - при 35 0С; 3 - при 45 0С.
Анализ полученных экспериментальных данных позволил установить способность исследуемого кремнийсодержащего материала сорбировать ионы тяжелых металлов (на примере ионов Cd2+).
Повышение адсорбционных свойств кремнийсодержащих соединений может быть достигнуто в результате химического модифицирования их поверхности [5]. При частичном или полном замещении поверхностных гидроксильных групп кремнегеля частями молекул, обладающих сосредоточенной на периферии электронной плотностью, адсорбция ионов металлов, являющихся электронными акцепторами, возрастет в результате включения в адсорбционный процесс донорно-акцепторного взаимодействия.
Литература
1. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем/Соросовский образовательный журнал, № 5, 1998. - с. 23-29.
2. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологический мониторинг суперэкотоксикантов. - М.: Химия, 1996. 320 с.
3. Мурашкевич А.Н., Жарский И.М. Кремнийсодержащие продукты комплексной переработки фосфатного сырья. - Минск: БГТУ, 2002. 389 с.
4. Гельфман М.И., Тарасова Ю.В., Шевченко Т.В., Мандзий М.Р. Исследование сорбционных характеристик природного и модифицированного сорбента на основе алюмосиликатного сырья // Химическая промышленность, 2002, №8. с. 1-7.
5. Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Санкт-Петербург: НПО «Профессионал», 2002, 40 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие тяжелых металлов и агроландшафтов. Основные причины появления металлов в больших концентрация в почвах, в результате чего они становятся губительными для окружающей среды. Биогеохимические циклы тяжелых металлов: свинца, кадмия, цинка, никеля.
реферат [200,4 K], добавлен 15.03.2015Определение анодных и катодных процессов, составление суммарного уравнения коррозийного процесса и схемы коррозийного элемента. Возникновение электрического тока во внешней цепи. Обнаружение ионов железа в растворе. Восстановление воды до гидроксид-ионов.
лабораторная работа [49,3 K], добавлен 02.06.2015Состав и физико-химические свойства техногенного карбонатсодержащего отхода Ростовской ТЭЦ-2. Возможности применения КСО для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (Fe3+, Cr3+, Zn2+, Cu2+ и Ni2+), определение условий их выделения с использованием.
статья [13,3 K], добавлен 22.07.2013Определение ионов Ва2+ с диметилсульфоназо-ДАЛ, с арсеназо III. Определение содержания ионов бария косвенным фотометрическим методом. Определение сульфатов кинетическим турбидиметрическим методом. Расчёт содержания ионов бария и сульфат-ионов в растворе.
контрольная работа [21,4 K], добавлен 01.06.2015Физические и химические свойства тяжелых металлов и их соединений, используемых в промышленном производстве и являющихся источником загрязнения окружающй среды: хром, марганец, никель, кадмий, цинк, вольфрам, ртуть, олово, свинец, сурьма, молибден.
реферат [48,0 K], добавлен 13.03.2010Методы определения металлов. Химико-спектральное определение тяжелых металлов в природных водах. Определение содержания металлов в сточных водах, предварительная обработка пробы при определении металлов. Методы определения сосуществующих форм металлов.
курсовая работа [24,6 K], добавлен 19.01.2014Закономерности формирования свойств полиферритов тяжелых щелочных металлов. Влияние модифицирующих добавок на формирование фазового состава и каталитических свойств ферритов. Влияние промышленной эксплуатации на активность железооксидного катализатора.
контрольная работа [113,0 K], добавлен 28.08.2012Определение концентрации тяжелых металлов, фосфора и общего содержания восстановителей в водах и прибрежных растениях. Уровень загрязнения городского воздуха. Пробоотбор на сорбент с последующей термодесорбцией непосредственно в испарителе хроматографа.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 18.07.2011Характеристика, классификация и химические основы тест-систем. Средства и приёмы анализа различных объектов окружающей среды с использованием тест-систем. Определение ионов кобальта колориметрическим методом из растворов, концентрации ионов меди.
дипломная работа [304,6 K], добавлен 30.05.2007Особенности получения наночастиц серебра методом химического восстановления в растворах. Принцип радиационно-химического восстановления ионов металлов в водных растворах. Образование золей металла. Изучение влияния рН на величину плазмонного пика.
курсовая работа [270,7 K], добавлен 11.12.2008Целлюлоза как сорбент в аналитической химии. Флуориметрическое определение металлов с использованием тиосемикарбазонов. Использование тиосемикарбазонов в хроматографических методах анализа. Изучение влияния кислотности среды на процесс сорбции металлов.
дипломная работа [233,3 K], добавлен 14.10.2013Положения теории окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие окислители и восстановители. Кислородсодержащие соли элементов. Гидриды металлов. Метод электронного баланса. Особенности метода полуреакций. Частное уравнение восстановления ионов.
презентация [219,3 K], добавлен 20.11.2013Строение атомов металлов. Положение металлов в периодической системе. Группы металлов. Физические свойства металлов. Химические свойства металлов. Коррозия металлов. Понятие о сплавах. Способы получения металлов.
реферат [19,2 K], добавлен 05.12.2003Комплексообразование полиэлектролитов с ионами металлов, тройные полимер-металлические комплексы, комплексообразование в процессах извлечения ионов металлов и органических молекул. Определение состава, координационного числа и константы устойчивости.
диссертация [462,0 K], добавлен 24.07.2010Источники и причины загрязнения лекарственных средств. Способы определения примесей в субстанции. Испытание на соли тяжелых металлов, мышьяк растворов лекарственных веществ. Определение потери в массе лекарственного препарата методом высушивания.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 16.09.2017Проблема загрязнения окружающей среды химическими веществами - продуктами техногенеза. Определение содержания кислоторастворимых форм металлов (свинец, медь, цинк, никель, железо) в пробах почв Тульской области методом атомно-абсорбционной спектроскопии.
курсовая работа [805,1 K], добавлен 23.08.2015Биологическая роль серебра, золота, железа и применение их соединений в медицине. Химико-аналитические свойства ионов, реакции их обнаружения с помощью неорганических реагентов. Исследование условий образования комплексных аммиакатов благородных металлов.
реферат [119,0 K], добавлен 13.10.2011Определение содержания тяжелых металлов в отходах производства. Принципы атомно-абсорбционной спектрометрии. Требования к подготовке пробы. Устройство спектрометра, порядок его установки. Приготовление растворов для градуировки, проведение исследования.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 09.03.2016Хроматографический и оптический методы анализа. Определение состава смеси органических спиртов, содержания ионов металлов в растворе, содержания лактозы (сахарозы). Определение содержания карбоната и гидрокарбоната в смеси методом прямого титрования.
методичка [418,5 K], добавлен 13.11.2009Понятие ионитов, ионообменников, ионообменных сорбентов, их свойства и практическое значение. Отличительные особенности и преимущества использования волокнистых ионитов, методы их синтеза. Возможность и механизм сорбции ионов на волокнистых ионитах.
курсовая работа [70,9 K], добавлен 05.09.2013
