Изучение сорбционных свойств нанопорошков, полученных в

Н.Б. ДАНИЛЕНКО, Е.В. ФРАНЦИНА1
ФГНУ НИИ высоких напряжений, Томск
1Томский политехнический университет
ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ НАНОПОРОШКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЭР В ВОДЕ
Работа посвящена исследованию процесса извлечения ионов Si(IV) из воды с использованием нанопорошков оксидов металлов, полученных при импульсных ЭР в межконтактных зонах проводящей загрузки в воде.
В последние годы со стороны ученых появился интерес к изучению эрозии металлической загрузки под
действием электрических разрядов в воде и водных растворах. Вызвано это тем, что исследования в этом
направлении носят не только фундаментальный характер, но и делают возможным и выгодным использование электроэрозии для проведения некоторых процессов и получения ряда веществ и материалов. Сравнительно недавно стали применять импульсные электрические разряды (ИЭР) в слое металлической загрузки
для очистки воды и получения новых материалов (наноразмерных оксидов металлов). Ранее нами проведены работы по извлечению из воды ионов тяжелых металлов (As5+; Cr6+; Ni2+) из растворов при действии ИЭР
в слое металлических гранул, предложены механизмы взаимодействия, выявлены основные закономерности
протекания процесса в зависимости от типа примеси [1].
В настоящей работе проведено изучение сорбционных свойств продуктов ИЭР по отношению к ионам
кремния.
Продукты ИЭР в слое металлической загрузки представляют собой порошки оксидов и гидроксидов Al
или Fe (в зависимости от металла загрузки). При действии ИЭР в слое металлической загрузки в дистиллированной воде получали суспензию Аl или Fe. В результате обезвоживания которой получали порошки оксидов Al или Fe.
Порошок №1 – получен в ИЭР с алюминиевой загрузкой. Полученную суспензию сразу фильтровали и
сушили. Порошок темно-серого цвета, содержание Al0 – 6÷9 %.
Порошок №2 – получен в ИЭР с железной загрузкой. Полученную суспензию сразу фильтровали и сушили. Порошок темно-коричневого цвета, почти черный. Содержание Fe0 – 38,6 %.
Порошок №3 – получен в ИЭР с алюминиевой загрузкой, но полученную суспензию отстаивали в течении 2 месяцев, до остановки реакции взаимодействия Al с водой т.е до полного прекращения выделения
пузырьков водорода. Затем фильтровали и сушили. Порошок серо-белый. Содержание металлического Al –
0,43 %.
Порошок №4 – полученный после растворения нанопорошка алюминия, образованного при электровзрыве алюминиевой проволоки, в воде [2].
Исследования сорбционных свойств, полученных порошков по отношению к ионам кремния, проводились в статическом режиме по следующей методике: стаканы, содержащие различное количество сорбента
(от 20 до 400 мг), заполнялись модельными растворами кремния с концентрацией 35 мг/л. Растворы перемешивались в течение пяти минут и выдерживались 20 часов. После этого раствор фильтровался через бумажный фильтр «синяя лента» и в нем определялась остаточная концентрация кремния.
В результате обработки экспериментальных данных была выбрана оптимальная масса сорбента 100 мг.
Определена сорбционная емкость порошков по отношению к ионам кремния для 100 мг сорбента. Результаты представлены в табл. 1.
Таблица 1
№ порошка
А мг/г
1
8,885
2
2,430
3
4,295
4
8,210
Как видно из таблицы наиболее эффективно сорбция ионов кремния протекает на порошке №1, 4. Низкая
сорбционная емкость порошка №3 объясняется тем, что отстаивание суспензии в течении длительного времени приводит к уменьшению удельной поверхности, вследствие рекристаллизации частиц. Экспериментальные данные также показали, что порошки оксидов железа не являются перспективными для сорбции
ионов кремния из растворов.
Список литературы
1. Даниленко Н.Б., Савельев Г.Г., Яворовский Н.А. и др. Очистка воды от As(V) электроимпульсной обработкой активной металлической загрузки // Журнал прикладной химии. 2005. №10. С. 1659-1663.
2. Даниленко Н.Б., Савельев Г.Г. , Юрмазова Т.А. , и др. Адсорбционная способность наноразмерного волокнистого оксида алюминия // Известия Томского политехнического университета 2004. Т307. №1 С.102-107.