Новый меняющий цвет сорбционный материал для эффективного удаления тяжелых металлов из сточных вод

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью очистки водных ресурсов от катионов Me(II). Получение действенных и дешевых сорбентов, позволяющих обнаруживать и адсорбировать катионы тяжелых металлов в питьевой или водопроводной воде и параллельно осуществлять систематический мониторинг качества воды в окружающей среде, является одним из приоритетных направлений для очистки вод различного назначения. Цель: синтезировать сорбционный материал для эффективного удаления катионов Me(II) из сточных вод, изучить основные параметры нового сорбционного материала. Объекты: Шанханайский природный цеолит и его модифицированные полиэтиленполиамином, 1,2-пиридилазонафтолом и эпоксидной смолой (ЭД-20) формы. Методы: спектрофотометрия. Результаты. Предложен сорбент на основе комбинации поверхностного слоя полиэтиленполиамина, 1,2-пиридилазонафтола и эпоксидной смолы ЭД-20, которая затем успешно иммобилизована на цеолите для адсорбции катионов металлов Me(II)) из воды. Синтезированный сорбент позволяет проводит диагностику собственной работоспособности по изменению цвета поверхности после сорбции катионов Me(II). Изучены основные экспериментальные параметры, такие как текстура сорбента, диапазон рН сорбции, интенсивность цвета, сорбционная емкость, эффект конкурирующих катионов жесткости воды и возможность десорбции накопленных катионов раствором кислоты. pH образца воды играет ключевую роль. На основе максимальных величин интенсивности сигнала и полноты очистки воды предложено эффективный диапазон pH 6–7. Конкурирующие катионы щелочных и щелочноземельных металлов (соли жесткости воды) не препятствуют адсорбции катионов Me(II). Максимальная сорбционная емкость составила 220 мг/г, что сопоставимо с другими распространенными сорбентами. Также сорбент продемонстрировал возможность повторного использования после 10–12 циклов десорбции и регенерации цветообразующего компонента 1,2-пиридилазонафтола. Десорбцию проводили с помощью 0,20 М HCl, затем сорбент был готов к использованию после промывки водой без существенной потери своих характеристик. Восстановление способности изменения цвета достигнуто обработкой сорбента в 10–3 М водным раствором 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола в течение 10 минут.