Закономерности сорбции ионов тяжелых металлов на активированном углеродном волокне и его модифицированных образцах

• Автор: Гимаева, Айгуль Рамилевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Тяжелые металлы
1.1Л. Общая характеристика и токсичность тяжелых металлов
1Л .2. Формы существования тяжелых металлов в водных растворах
1Л .3. Формы существования тяжелых металлов в природных водах
1.2. Сорбенты для концентрирования и разделения тяжелых металлов
1.2.1. Синтетические сорбенты
1.2.2. Углеродные сорбенты
1.3. Сорбенты для доочистки сточных вод от тяжелых металлов
1.3.1. Синтетические сорбенты
1.3.2. Природные сорбенты
1.4. Углеродные сорбенты
1.4.1. Активные угли
1.4.2. Активированные углеродные волокна
1.4.3. Сравнение химического состава и структуры активных углей 48 и активированных углеродных волокон
1.4.4. Сравнение пористой структуры активных углей и
активированных углеродных волокон ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Используемые сорбенты, реактивы и аппаратура
2.2. Подготовка сорбентов к исследованию
2.3. Методики исследования характеристик сорбентов
2.3.1. Определение удельной поверхности сорбентов
2.3.2. Определение природы поверхностных групп сорбентов
2.4. Методики определения оптимальных условий сорбции
2.4.1. Определение влияния времени контакта на сорбцию ионов
металлов

2.4.2. Определение влияния кислотности среды на сорбцию ионов
металлов
2.5. Методика построения изотерм адсорбции
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Природа поверхностных групп углеродных сорбентов
3.2. Ионообменные свойства углеродных волокон и их особенности
3.3. Исследование восстановительных свойств углеродных сорбентов
3.4. Кинетические закономерности сорбции ионов тяжелых металлов 69 на углеродных волокнах
3.5. Влияние степени окисленности поверхности углеродных 80 сорбентов на сорбцию ионов тяжелых металлов
3.6. Сорбция ионов тяжелых металлов на углеродных сорбентах в 83 статических условиях
3.7. Сорбция ионов тяжелых металлов из растворов различных солей 90 на углеродных сорбентах в статических условиях
3.8. Сорбция ионов тяжелых металлов на углеродных сорбентах в 93 динамических условиях
3.9. Сорбция ионов тяжелых металлов в условиях конкурентной 95 сорбции на углеродных волокнах
3.10. Влияние щелочных и щелочноземельных металлов на сорбцию 97 ионов тяжелых металлов углеродными сорбентами
3.11. Предварительное концентрирование и разделение ионов
металлов на сорбенте ОАУВаютн перед определением атомно-
3.12. Исследование извлечения ионов тяжелых металлов
модифицированными углеродными волокнистыми материалами из различных вод
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СОКРАЩЕНИЯ
ПДК - предельно-допустимая концентрация
ТФЭ - твердофазная экстракция
ЕЬ - окислительно-восстановительный потенциал
СДН - сульфосукцинат диоктил натрия
ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота
ДВЭДЭГ - дивиниловый эфир диэтиленгликоля
ПТК-комплекс - пирролидиндитиокарбаминатный комплекс
ААС - атомно-абсорбционная спектрометрия
ГК - гуминовые кислоты
АУВ - активированное углеродное волокно
УВМ - углеродные волокнистые материалы
УВ - углеродные волокна
АУ - активный уголь
СЕ - сорбционная емкость
СОЕ - статическая обменная емкость
ГЦ - гидратцеллюлоза
ОАУВсерн - углеродное волокно, окисленное концентрированной серной кислотой при кипячении
ОАУВазОТН (ОАУВ-3) - углеродное волокно, окисленное концентрированной
азотной кислотой при кипячении
БАУ-А - березовый активированный уголь
ОАУВ-1 - углеродное волокно, окисленное концентрированной азотной кислотой при 25 °С
ОАУВ-2 - углеродное волокно, окисленное концентрированной азотной кислотой при 100 °С ДФК - дифенилкарбазид
ДОЕ - динамическая обменная емкость до проскока ПДОЕ - полная динамическая обменная емкость

органического вещества (бензойная кислота) доказало прямую зависимость сорбции от pH раствора: когда бензойная кислота находилась в форме бензоата, сорбция ионов увеличивалась из-за высокого удаления бензойной кислоты АУВ.
Фуллерены. В последнее время в качестве сорбентов начали использовать фуллерены [30]. Группа исследователей под руководством М. Валкарселя в Испании впервые применила фуллерен Сбо для концентрирования свинца в виде ПТК-комплекса. Было показано, что фуллерен обеспечивает более эффективное концентрирование, чем силикагель и активированный уголь. После десорбции свинца метилизобутилкетоном его детектировали пламенным ААС-методом.
Нанотрубки. Для извлечения тяжелых металлов из водных растворов с исследованы углеродные нанотрубки. Такие трубки инертны в химическом отношении, однако они могут сорбировать вещества за счет нековалентных взаимодействий [69].
1.3. Сорбенты для доочистки сточных вод от тяжелых металлов
Существующие способы очистки сточных вод от тяжелых металлов можно разделить на химические (реагентные), электрохимические, флотационные, сорбционные, мембранные, ионообменные и биохимические. Для удаления тяжелых металлов из сточных вод наиболее распространены реагентные методы очистки, связанные с осаждением малорастворимых соединений в результате обработки гидроксидами и сульфидами [70]. В большинстве случаев, для доочистки сточных вод используют сорбционные методы.
При выборе сорбентов для доочистки промышленных сточных вод учитывают следующие требования к сорбенту [71-73]:
- должен обладать механической, химической, иногда радиационной стойкостью;