АДСОРБЦИЯ МЫШЬЯКА ИЕРАРХИЧЕСКИМИ МИКРО/НАНОСТРУКТУРАМИ СЛОЖНОГО СОСТАВА

ВВЕДЕНИЕ 4
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Распространённость мышьяка и его вредное воздействие 6
1.2 Методы удаления мышьяка из водных растворов 12
1.3 Адсорбция мышьяка из раствора 12
1.4 Иерархически организованные порошки 16
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Получение прекурсоров 18
2.2 Синтез пористых сорбентов 20
2.3 Исследование физико-химических свойств прекурсоров и
полученных пористых сорбентов 21
2.3.1 Оценка морфологии и фазового состава наночастиц и их
агломератов 21
2.3.2 Определение зависимости Z-потенциала от рН нанопорошков
AlOOH и AlOOH/AlFe 21
2.3.3 Определение удельной поверхности образцов 22
2.4 Изучение адсорбции арсенат иона из раствора 23
2.4.1 Приготовление растворов арсената натрия и метод определения
концентрации мышьяка 23
2.4.2 Определение времени установления адсорбционнодесорбционного равновесия и кинетики адсорбции 23
2.4.3 Изучение адсорбции арсенат иона адсорбентами AlOOH и
AlOOH/AlFe в статическом режиме 25
2.4.4 Изучение адсорбции арсенат иона адсорбентами AlOOH и
AlOOH/AlFe в динамическом режиме 27
3 Обсуждение результатов 28
3.1 Синтез наночастиц прекурсоров 28
3.2 Физико-химические характеристика прекурсоров 28
3.3 Физико-химические характеристики продуктов окисления 33
3.3.1 Зависимость Z-потенциала адсорбентов AlOOH и AlOOH/AlFe от
рН 38
3.4 Кинетика адсорбции арсенат иона адсорбентами AlOOH и
AlOOH/AlFe 38
3.5 Адсорбция в статическом режиме 41
3.5.1 Зависимость адсорбции мышьяка от рН 43
3.5.2 Зависимость адсорбции мышьяка от температуры 45
3.6 Адсорбция в динамическом режиме 47
ВЫВОДЫ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 49
Купить

В настоящее время требуется создания материалов с новыми структурными и микроструктурными характеристиками для различных областей применения. Особенно важно наличие специфической формы нанообьектов, создающих жесткую пространственную структуру с открытой системой пор и большой удельной поверхности [1,2,3].
Относительно новыми материалами являются иерархические микро/наноструктуры, состоящие из наноразмерных блоков, образующие микроструктуру в целом. Данные материалы за счет наноразмерных блоков обладают высокой удельной поверхностью, открытой системой пор, высокой поверхностной активностью. Благодаря упорядоченности наноразмерных блоков, образующих микростуктуру, данные материалы имеют устойчивость к агрегации и при длительном использовании не теряют своих уникальных поверхностных свойств [4].
Простой и экономически выгодный метод получения иерархических микро/наноструктур является окисление нанопорошков, полученных методом электрического взрыва проволок алюминия в атмосфере аргона, азота или аммиака. Данный метод позволяет получить в мягких условиях иерархические микро/наноструктуры не загрязненные анионами, которые всегда присутствуют при получении данных материалов из солей алюминия.
Благодаря своим уникальным свойствам иерархические микро/наноструктуры являются перспективными материалами для получения адсорбентов, в частности адсорбентов для удаления мышьяка. Так как в настоящее время очистка природных и сточных вод от ионов мышьяка представляет собой важную задачу в виду его высокой токсичности [5]. Многие авторы утверждают, что хорошими адсорбентами для удаления мышьяка является железо. В связи с этим целью данной работы является выявить факторы, влияющие на адсорбцию мышьяка иерархическими микро/наноструктурами AlOOH и AlOOH/AlFe
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1) Получить иерархические микро/наноструктуры гидролизом электровзрывных нанопорошков Al/AlN и Al/AlN/Fe и изучить их физикохимические характеристики;
2) Изучить адсорбцию арсенат иона полученными адсорбентами в
стационарных условиях в зависимости от температуры и рН раствора;
3) Изучить адсорбцию арсенат иона полученными адсорбентами в
динамическом режиме.
Купить