Анализ возможностей использования сорбентов при очистке сточных вод

Содержание Введение Глава 1. Литературный обзор 1.1 Полимерные нанокомпозиты на основе природных слоистых силикатов (слоистосиликатные нанокомпозиты) 1.2 Методы синтеза полимерных нанокомпозитов на основе слоистых силикатов 1.3 Структура полимерных нанокомпозитов на основе монтмориллонита 1.4 Свойства полимерных нанокомпозитов 1.5 Адсорбционные свойства глинистых минералов Глава 2.Методика эксперимента 2.1 Методы исследования. Оборудование и реактивы 1.1 Рентгенографический метод 1.2 Рентгенофлуоресцентный метод. Теоретические основы и практика применения Глава 3. Обсуждение результатов 3.1 Изучение сорбционных характеристик полимерно-глинистых сорбентов по отношению к ионам тяжёлых металлов в статическом режиме 3.1.1 Исследование сорбционных характеристик сорбентов по отношению к ионам W(VI) и Mo(VI) 1.2 Введение Наиболее сложным объектом очистки являются сточные воды с примесью тяжелых металлов. Большинство тяжелых металлов, поступающих в водоемы, отличаются канцерогенным, мутагенным и терратогенным действием.

Современные технологии не обеспечивают эффективной очистки сточных вод от тяжелых металлов.

Их содержание в жидких отходах в 10-20 раз превышает ПДК. После реагентной обработки, чаще всего применяемой на предприятиях, остаточное содержание металлов достигает 1-5 мг/л, при ПДК для большинства металлов 0,1 - 0,001 мг/л. Решение этой проблемы в значительной мере связано как с несовершенством существующей технологии, так и с неэффективностью применяемых способов очистки сточных вод промышленных предприятий. Требуются дополнительные меры по доочистки сточных вод как от органических, так и не органических компонентов, без которых практически невозможно создание оборотных циклов и замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий или сброса стоков без экологического ущерба.

Выбор оптимального экологически безопасного технологического процесса очистки промышленных сточных вод это сложная задача.

Наиболее перспективным способом очистки сточных вод является сорбционная технология, широко применяемая в промышленно развитых странах. Для её реализации в нашей стране необходимы доступные, дешевые, легко регенерируемые или утилизируемые сорбенты, среди которых особое положение занимают сорбенты на основе глинистых минералов.

Целью настоящей работы являлось исследование сорбционных характеристик новых сорбентов на основе природных минералов и полиэлектролитов по отношению к ионам тяжелых металлов и выявление возможности их использования для решения экологических проблем. Глава 1.

Литературный обзор

Каждый слой находится на расстоянии от другого слоя, определяемом ван-... Несмотря на обширность проведенных исследований, первая производственн... Гидрофильность алюмосиликатов является причиной их несовместимости с о... 1.2 . Рис.2.

Методы синтеза полимерных нанокомпозитов на основе слоистых силикатов

Схематическое представление структуры композита, содержащего слоистый ... 6). При этом полимеризации подвергается мономер или олигомер. Интеркаляционный метод эффективен и при полимеризации полярных мономер... Другой подход к синтезу нанокомпозитов «полистирол монтмориллонит» пре...

Структура полимерных нанокомпозитов на основе монтмориллонита

Структура полимерных нанокомпозитов на основе монтмориллонита. В настоящее время в качестве основного способа исследования структуры ... В среднем, для монтмориллонита размер пакета равен 1,2-1,5 нм, а для О... Возможности РСА, однако, не позволяют получить информацию относительно... Для исследования фазового состава полимера в композитах используют так...

Свойства полимерных нанокомпозитов

В. В этом случае замена неорганических ионов на органический катион приво... Было замечено повышение адсорбционной способности аминированных глин п... 2). Несколько иная картина наблюдалась при исследовании адсорбции паров во...

Методика эксперимента

Методика эксперимента 2.1 Методы исследования. Оборудование и реактивы 2.1.1

Рентгенографический метод

Применение рентгеновского излучения для исследования кристаллических в... (очень сильный) или о.о.с. (очень сильный), а остальные пики как ср. (слабый), о.сл. (очень слабый) и т.д.

Обсуждение результатов

Обсуждение результатов. Степень извлечения Мо из модельного раствора составила 65 %, вольфрама... 3.1.2 Исследование сорбционных характеристик сорбентов по отношению к ... Наиболее очевидное из них - сравнительная легкость его получения из ру... По результатам официальной статистики, среди профессиональных интоксик...

Выводы Впервые изучены сорбционные характеристики композиционных материалов на основе монтмориллонита и метакрилата гуанидина Показано, что композиты на основе глинистых минералов и полиэлектролитов обладают высокими сорбционными характеристиками по отношению к изученным металлам.

Установлено, что степень извлечения ионов вольфрама, молибдена и свинца композитами достигает 50-70% в слабокислой и нейтральной среде. Выявлена возможность использования новых полимерно-глинистых композитов для концентрирования металлов из разбавленных растворов. Литература 1. Помогайло А.Д. // Высокомолек. соед. 2006, Т.48. №7, С. 1318 2. Polymer-Clay-Nanocomposites/Ed. By Pinnavaia T.J Beall G. New York: Wiley, 2000. 3. Polymer Nanocomposites: Synthesis, Characterization, and Modelong.

ACS Symp. Ser. 804/ Ed. By Krishnamoorti R Vaia R.A. Washington. DC.: Am. Chem. Soc 2001. 4. Грим P. E. Минералогия глин. М Изд-во иностранной литературы, 5. 1959. 6. Kryszewski M. Nanointercalates - novel class of materials with promising properties// Synthetic Metals 2000 V. 109 P. 47-54. 7. Pinnavia T.J.//Science. 1983. V.220. P.365. 8. Lagaly G Pinnavaia T.J.// Appl. Clay Sci. 1999. V.15. P.312. 9. Blumstein R Parikh K.K Malhotra S.L.//J. Polym. Sci. 1971. V.9. P.1681. 10. Beall G.W Tsipursky S.J.// Chemistry and Technology of Polymer Additives/ Ed. By Al-Malaika S Golovoy A Wilkie C.A. Oxford: Blackwell Science Ltd 1999. Ch.15. 11. Weiss A.//Angew. Chem. Int. Ed. 1963. B.2. S.697. 12. Шаркина Э.В. Строение и свойства органоминеральных соединений.

Киев: Наукова думка, 1976. 13. Shi H Lan T Pinnavaia T.J.//Chem. Mater. 1996. V.8. P.1584. 14. Segermann E.//J.Am. Chem. Soc. 1970. V.68.P.1946. 15. Greenland D.J Laby R.H Quirk I.P.//Trans. Faraday Soc. 1965. V.61. P.2031. 16. Bower C.A.// Iowa Agricultural Experiment Station Research Bull. 1949. V.362. P.39. 17. Усков И.А. //Высокомолек. соед. 1960. Т.2. №6. С.926. 18. Blumstein A. // Bull. Chem. Soc. 1961. P. 889 19. Greenland D.J. //J. Coll. Sci. 1963. V. 18. P. 647. 20. Tanihara K Nakagama M.//Nippon Kagaku Kaishi. 1975. V.5. P. 782. 21. Y.H. Shen. Chemosphere, 2001. Ch. 44. P.989-995 22. Okada A Fukoshima Y Inagaki S Usuki A Sugiama S Kurashi T Kamigaito O. Pat. 4739007 USA. 1988. 23. Zilg C Dietsche F Hoffman B Dietrich C Mulhaupt R.//Proc. Eur. Conf. “Eurofiller 99”. Villeurbanne, France, 1999. P. 110. 24. Zilg C Reichert P Dietsche F Engelhardt T Mulhaupt R.// Kunstoffe.1998. V.88. P.1812. 25. Giannelis E.P.//Adv. Mater.1996. V.8. P.29. 26. Lagaly G Pinnavaia T.J.// Appl. Clay Sci. 1999. V.15. P.312. 27. Frisch H.L Mark J.E.//Chem. Mater.1996. V.8. P.1736. 28. Gilman J.W Kashiwagi T Nyden M.R Brown J.E.T Jackson C.L Lomakin S.M Giannelis E.P Manias E.// Chemistry and Technology of Polymer Additives/Ed. By Ak-Malaika S Golovoy A Wilkie C.A. Malden, MA: Blackwell Sci. Inc.1999. Ch.14. P. 249. 29. Sikka M Cerini L.N е.а. J. Polym. Sci. B, 1996, v. 34, p. 1443. 30. Manias E Touny A Wu L Strawhecker K Lu B Chung T.C. /Chem. Mater. 2001. V. 13. P. 3516. 31. Kawasumi M Hasegawa N Kato M Usuki A Okada A. /Macromoleculs, 1997. V. 30. P. 6333. 32. Vaia R.A Sauer B.B Tse O. K Giannelis E.P. /J. Polym. Sci. B. 1997. V. 35. P. 59. 33. Tjong S.C Meng Y Hay A.S. /Chem. Mater.2002. V.14. P.44. 34. Wang K.H Chung I.J е.а. Macromoleculs 2002. V. 35. P. 5529. 35. Kojima Y Usuki A Kawasumi M Okada A Kurauchi T Kamigaito O./ J. Polym. Sci. A. 1993. V. 31. P. 1755. 36. Kojima Y Usuki A Kawasumi M Okada A Kurauchi T Kamigaito O. /J. Appl. Polym. Sci. 1993. V. 49. P. 1259. 37. Lee D.C Jang L.W. J. Appl. Polym. Sci 1996, v. 61, p. 1117. 38. Noh H Lee D.C. Ibid 1999, v. 74, p. 2811. 39. Bandyopadhyay S Giannelis E.P. Polym. Mater. Sci. Eng 2000, v. 82, p. 208. 40. Choi Y.S Choi M.H Wang K.H Kim S.O Kim Y.K Chung I. J. Macromolecules, 2001. V. 34. P. 8978. 41. Choi Y.S Xu M.Z Chung I. J. Polymer, 2005. V. 46. P. 531. 42. Wang D Zhu J You Q Wilkie C.A. Chem. Mater 2002. V. 14. P. 2837. 43. Greenland D.J Adsoption of polyvinylalcohols by montmorillonite, J. Colloid Sci v. 18, 1963, p. 647-664. 44. Ogata N Kawakage S Ogihara Т Poly(vinyl alcohol)-clay blend prepared using water as solvent, J. Appl. Polym. Sci v. 66, 1997, p. 573-581. 45. Parfitt R.L Greenland D.J Adsoфtion of poly(ethylene glycols) on montmorillonites, Clay Mineral, v.8. 1970. p. 305-323. 46. Zhao X Urano K Ogasawara S Adsoфtion of polyethylene glycol from aqueous solutions on montmorillonite clays.

Colloid Polym. Sci v. 67, 1989, p. 899-906. 47. Ruiz-Hitzky E Aranda P Casal В Galvan J.C Nanocomposite materials with controlled ion mobility, Adv. Mater v. 7, 1995, p. 601 - 620. 48. Billingham J Breen C, Yarwood J Adsoption of polyamine, polyacrylic acid and polyethylene glycol on montmorillonite: an in situ study using ATRFTIR, Vibr. Spectrosc, v. 14, 1997, p. 19-34. 49. Levy R Francis C.W Interlayer adsoфtion of polyvinylpyrrolidone on montmorillonite, J. Colloid Interface Sci v. 50, 1975, p. 442-450. 50. Weimer M Chen H Giannelis E Sogah D. J. Am. Chem. Soc 1999, v. 121, p. 1615. 51. Ke Y Long C Qi Z. J. Appl. Polym. Sci 1999, v. 71, p. 1139. 52. Sekelik D.J Nazarenko S.S Schiraldi D, Hiltner A Baer E. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys 1999, v. 37, p. 847. 53. Davis C.H Mathias L.J Gilman J.W Schiraldi D.A Shields J.R Trulove P Sutto T.E Delong H.C. Ibid 2002, v. 40, p. 2661. 54. Imai Y Nishimura S Abe E. е.а. Chem. Mater 2002, v. 14, p. 477. 55. Leu C.M Wu Z.W Wei K.H. Ibid 2002, v. 14, p. 3016. 56. Messersmith P.B Giannelis E.P. Ibid 1994, v. 6, p. 1719. 57. Lan T Pinnavaia T.J. Ibid 1994, v. 6, p. 2216. 58. Lan T Kaviratna P.D Pinnavaia T.J. Ibid 1995, v. 7, p. 2144. 59. Wang Z Lan T Pinnavaia T.J. Ibid 1996, v. 8, p. 2200. 60. Wang Z Pinnavaia T.J. Ibid 1998, v. 10, p. 1820. 61. Burnside S.D Giannelis E.P.//Chem. Mater.1995. V.7. P. 1596. 62. Arada P Ruiz- Hitzky E.//Adv. Mater.1990. V.2. P.545. 63. Arada P Ruiz-Hitzky E.//Chem. Mater.1992.V.4.P.1395. 64. Wu J Lerner M.M.// Chem. Mater. 1993. V.5. P.835. 65. Tunney J.J Detellier C.// Chem. Mater. 1996. V.8. P.927. 66. Jeon H.G Jung H.T Hudson S.D.// Polym. Bull.1998. V.41. P.107. 67. Fisher H.R Gielgens L.H.//Acta Polymerica. 1999. B.50. S.122. 68. Vaia R.A Ishii H Giannelis E.P.//Chem. Mater.1993. V.5. P.1694. 69. Vaia R.A Vasudevan S Krawiec W Scanlon L.G Giannelis E.P.//Adv. Mater. 1995. V.7. P.154. 70. Vaia R.A Jandt K.D Kramer E.J Giannelis E.P.//Macromolecules.1995.V.28.P.8080. 71. Forte C Geppi M Giambertini S Ruggeri G Veracini C.A Mondez B.// Polymer.1998.V.39.№12. P.2651. 72. Nikolaeva G. Yu Prokhorov K.A Pashinin P.P Gordeev S.A. Analysis of the orientation of macromolecules in crystalline and noncrystalline areas of polyethylene by means of Raman scattering spectroscopy. // Laser Physics. 1999. V. 9. No. 4. P. 955-958. 73. Kurauchi T Okada A Nomura T Nishio T Saegua S Deguchi R.// SAE Technical Paper. Japan, 1991. Ser.910584. 74. Giannelis E.P Metrova V Tse O Vaia R.A Sung T.// Proc. Int. Conf. Synthesis and Processing of Ceramics: Scientific Issues.

Pittsburg, PA, 1992. 75. Wang M.S Pinnavaia T.J.//Chem. Mater. 1994. V.6.P.468. 76. Vavia R.A. Giannelis E.P.//Macromolecules.1997.V.30. P.8000. 77. Ruiz-Hizky E.// Adv. Mater.1993. V.3. P.334. 78. Lan Т, Kaviratna P.D Pinnavaia T.J On the nature of polyimide-clay hybrid composites, Chem. Mater v. 6, 1994, p. 573-575. 79. Yano К Usuki A Okada A Synthesis and properties of polyimide-clay hybrid films, J. Polym. Sci A: Polym. Chem v. 35, 1997, p, 2289-2294. 80. Tortora M Gorrasia G Vittoriaa V Gallib G Ritrovatib S Chiellinib E Structural characterization and transport properties of organically modified montmorillonite/polyurethane nanocomposites.

Polymer, v. 43,2002, p. 6147-6157. 81. Микитаев А.К Каладжян А.А Леднев О.Б Микитаев М.А Давыдов Э.М Нанокомпозитные полимерные материалы на основе органоглин с повышенной огнестойкостью // Пластич.массы 2005 №4 C. 26-31. 82. Ломакин С.М Заиков Г.Е. Высокомолек.

Соед. Б.2005 Т47.№1- С.104-120. 83. Евсикова О.В Стародубцев С.Г Хохлов А.Р. Синтез, набухание и адсорбционные свойства композитов на основе полиакриламидного геля и бентонита натрия.

Высокомолек.

Соед. Сер. А.2002. Т.44.№5 с.802-808. 84. Ф. Д. Овчаренко.

Гидрофильность глин и глинистых минералов.

Киев, изд-во АН УССР, 1961. 85. Г. В. Цицишвили, М. С. Шуакришвили, Д. Н. Барнабишвили.

Адсорбнционные свойства химически модифицированных глин. В кн. В.Т. Быкова «Природные сорбенты». М.: Наука, 1967. с. 45-55. 86. Р. В. Михалюк.

Сб. «Бентонитовые глины Украины», ч. 2. Киев, Изд-во АН УССР, 1958, стр. 205. 87. Сб. «Рентгеновские методы определения и кристаллическое строение минералов глин». М ИЛ, 1955. 88. Сб. «Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов». М изд-во «Мир», 1965, стр. 189. 89. Г. В. Цицишвили, Д. Н. Барнабишвили.

ДАН СССР, 92, 633 (1953). 90. М. С. Шуакришвили, Г. В. Цицишвили.

Труды Ин-та физической и органической химии им. П. Г. Меликишвили, 17, 25 (1963). 91. R. М. Ваrrer, К. Вrummеr.

Trans. Faraday Soc, 59, 959 (1963). 92. Г. В. Цицишвили, М. С. Шуакришвили.

Поверхностные явления на алюмосиликатах.

Тбилиси, изд-во «Мецниереба», 1965. 93. Д. Н. Барнабишвили, Г. В. Цицишвили, К. А. Бежашвили.

Труды Ин-та физической и органической химии АН ГрузССР, 17, 37 (1968). 94. Сб. «Бентонитовые глины Грузинской ССР». Под ред. проф. А. А. Твалчрелидзе. Тбилиси, 1970. 95. Грунтоведение / Под ред. Е.М.Сергеева. М.: Изд-во МГУ, 1983.389 с.