Модифицированный монтмориллонит в процессах адсорбции и каталитического окисления органических красителей

• Автор: Дашинамжилова, Эльвира Цыреторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 108 с. : ил.

1.1. Общая характеристика глин

1.2. Физикохимические свойства монтмориллонитовых глин.

1.3. Адсорбционные свойства природных и модифицированных глин в водных растворах на примере органических красителей

1.4. Каталитическое окисление органических красителей в водных рас

творах

И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДЫ И АНАЛИЗЫ

2.1. Исходные вещества

2.2. Методы получения модифицированных глин.

2.3. Приборы и оборудование.

2.4. Методики анализа и физикохимических измерений.

Глава 3. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕКСТУРНЫХ И АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ глин
3.1. Текстурные свойства природной глины
3.2. Текстурные свойства модифицированных глин
3.3. Адсорбционные свойства природных и модифицированных глин
Глава 4. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ
ГЛИН В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ
4.1. Каталитические свойства модифицированных глин в реакции окисления азокрасителя прямой чистоголубой.
4.2. Каталитические свойства модифицированных глин в реакциях окис
ления органических красителей различных классов.
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СВ сточная вода
ПДК предельнодопустимая концентрация
ПГК полигидроксокомплекс
ММ монтмориллонит
УЗ ультразвук
МГ метиленовый голубой
ПАВ поверхностноактивные вещества
ПЧГ прямой чистоголубой
ГТЧ прямой черный
КК конго красный
КХТС кислотный хром темносиний
КХСЧ кислотный хром синечерный
КФ кристаллический фиолетовый
XII химическое потребление кислорода
образец, полученный введением ПГК железа в С1руктуру природного монтмориллонита, обработанного ультразвуком
А1ММ образец, полученный введением ПГК алюминия в структуру природного монтмориллонита, обработанного ультразвуком
и 1образцы, полученные введением смешанных ПГК железа и алюминия при мольных соотношениях , равных , 1 в структуру природного монтмориллонита, обработанного ультразвуком
ул площадь общей удельной поверхности м2г
м площадь удельной поверхности микропор м г,
V, общий объем пор см3г
Уц объем микропор см3г
средний диаметр пор, i межплоскостное расстояние, А п.п. полоса поглощения, см
ККМ критическая концентрация мицеллообразования мольл
М молекулярная масса гмоль
Сач начальная концентрация ммольл
Скон конечная концентрация ммольл
Сравн равновесная концентрация ммольл а адсорбционная емкость ммоль0 г сорбента
КОЕ катионнообменная емкость сорбентов гэквг сорбента
ПАЕ предельная адсорбционная емкость гэквг сорбента
Г фактор ассоциации
кКаж кажущаяся константа скорости мин
ЛКР средняя летальная кратность разбавления вод, вызывающая ги бель тестобъектов за часовую экспозицию
БКР ю безвредная кратность разбавления вод, вызывающая гибель тестобъектов за часовую экспозицию.
I
Часть I. ВВЕДЕНИЕ И ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время одной из актуальных проблем является обезвреживание сточных вод СВ от органических красителей, токсичных по отношению к живым организмам. Современные синтетические красители со сложной химической структурой не подвергаются биохимической деструкции в водных системах. ПДК красителей в СВ, сбрасываемых в водоемы, зависит от их типа и варьирует от 0, до 0,5 мгдм3. Их содержание в СВ многих производств, например красильноотделочных, многократно превышает предельнодопустимые нормы воздействия на окружающую среду. Наиболее эффективны для очистки сточных вод от красителей каталитические методы с использованием экологически чистых окислителей Оз, О2 и Н2О2. В качестве эффективных катализаторов чаще всего используются Бе2 и Бе3 в системах Фентона и Раффа. Однако необходимость последующей дополнительной обработки водных растворов для удаления из них ионов железа и активность указанных систем в ограниченном диапазоне стимулируют поиск эффективных гетерогенных окислительных катализаторов. Большой интерес для использования в качестве катализаторов вызывают материалы со слоистостолбчатой структурой, получаемые на основе природных глин и гидроксокатионов переходных металлов, в частности железа. Размер микропор этих материалов больше, чем у синтетических цеолитов, что позволяет использовать их для сорбции и катализа крупных органических молекул. Они характеризуются высокой удельной поверхностью, а также относительной дешевизной и экологической безопасностью. Однако сведения об использовании модифицированных глин в качестве катализаторов реакций окисления органических красителей недостаточны. Целью данной работы являлось изучение адсорбционных и каталитических свойств монтмориллонита, модифицированного полигидроксокомплексами железа и алюминия. Получены модифицированные материалы на основе монтмориллонитовой глины и полигидроксокомплексов ПГК , и смешанных ПГК . Изучены текстурные и адсорбционные свойства синтезированных материалов и закономерности адсорбции катионных и анионных органических красителей на модифицированных глинах в водных растворах. Исследованы каталитические свойства модифицированных глин в реакциях окисления азокрасителей пероксидом водорода в водных растворах. Работа выполнена в рамках научноисследовательской работы Байкальского института природопользования СО РАН, а также в рамках гранта РФФИ 4 Слоистые силикаты Забайкалья перспективные материалы для получения новых высокоэффективных сорбентов и катализаторов для защиты окружающей среды озера Байкал, гранта РФФИ Исследование кинетики и механизма окисления фенола и его производных на интеркапированных глинах, хоздоговорных работ с ОАО Сезар СанктПетербург Исследование и получение сорбентов на основе бентонитовых глин и с Омским институтом проблем переработки углеводородов СО РАН по теме Исследование физикохимических свойств бентонитовых глин Забайкалья и получение на их основе экологически безопасных сорбентов, работ по Федеральной программе социальноэкономического развития республики Бурятия Минэкономики РФ Разработка и внедрение новых сорбентов на основе монтмориллонита для очистки сточных вод. ПГК получены новые модифицированные материалы, изучена их текстура. ММ в водных растворах по отношению к различным органическим красителям, выявлены основные факторы, определяющие их адсорбционные свойства. ММ в реакции окисления азокрасителей пероксидом водорода в водных растворах. Изучены кинетические закономерности окисления азокрасителей в водных растворах, установлено, что скорость реакции окисления азокрасителей в присутствии , I модифицированного ММ зависит от концентраций реагентов, катализатора, , температуры. Практическая значимость. Iмодифицированные глины являются эффективными катализаторами окисления азокрасителей пероксидом водорода в водных растворах. Они не уступают дорогостоящим содержащим синтетическим цеолитам по активности и стабильности, что позволяет рекомендовать их для использования в процессах каталитической очистки сточных вод красильных производств.