Proučavanje sorpcije hroma(VI) iz vodenih rastvora na funkcionalizovanim sepiolitima
Study of chromium(VI) sorptionon the functionalized sepiolite
Doktorand
Marjanović, VesnaMentor
Petrović, RadaČlanovi komisije
Janaćković, ĐorđeOnjia, Antonije
Miladinović, Jelena
Rogan, Jelena
Metapodaci
Prikaz svih podataka o disertacijiSažetak
Predmet ove disertacije je proučavanje sorpcije anjonskih vrsta hroma(VI) na
funkcionalizovanim sepiolitima iz vodenih rastvora, na 298 K. Prirodni, kiselinski
aktivirani i termokiselinski aktivirani sepioliti su funkcionalizovani kovalentnim
vezivanjem (3-merkaptopropil)trimetoksi-silana i [3-(2-aminoetilamino)propil]trimetoksi-
silana za silanolne grupe na površini sepiolita. Funkcionalizacija je dokazana
pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije, rendgenske difrakcione analize,
infracrvene spektroskopske analize, diferencijalno-termijske analize, adsorpcionodesorpcionih
izotermi azota i određivanja tačke nultog naelektrisanja, pHtnn. Utvrđeno je
da je struktura polaznog materijala sačuvana tokom funkcionalizacije. Adsorpcione
izoterme su ukazale da je kapacitet adsorpcije funkcionalizovanog kiselinski aktiviranog
sepiolita veći nego kapaciteti adsorpcije funkcionalizovanih prirodnog i termokiselinski
aktiviranog sepiolita, za sve ispitivane početne pH-vrednosti rastvora. Efikasnos...t
adsorpcije na funkcionalizovanim sepiolitima je poboljšana sniženjem pH-vrednosti
rastvora. Aminosilanima funkcionalizovani sepioliti imaju veći sorpcioni kapacitet nego
merkaptosilanima funkcionalizovani sepioliti na svim ispitivanim početnim pHvrednostima
i naročito pri početnoj pH = 2,0. Maksimalni sorpcioni kapaciteti
hroma(VI) su ~ 60 mg/g aminosilaniziranog kiselinski aktiviranog sepiolita, ~ 55 mg/g
aminosilaniziranog termokiselinski aktiviranog sepiolita i ~ 37 mg/g aminosilaniziranog
prirodnog sepiolita, pri početnoj pH-vrednosti 2,0; dok su maksimalni sorpcioni
kapaciteti ~ 8,0 mg Cr(VI) po g merkaptosilaniziranog kiselinski aktiviranog sepiolita i
~ 2,8 mg Cr(VI) po g merkaptosilaniziranog termokiselinski aktiviranog sepiolita, pri
početnoj pH-vrednosti 3,0 i ~ 2,7 mg Cr(VI) po g merkaptosilaniziranog prirodnog
sepiolita, pri početnoj pH-vrednosti 2,0. Proces adsorpcije na aminosilaniziranim
sepiolitima, pri početnoj pH-vrednost 2,0, se može opisati kinetičkim modelom pseudodrugog
reda. Pri svim ispitivanim početnim pH-vrednostima rastvora, rezultati
sorpcionih eksperimenata za sve aminosilanizirane sepiolite su dobro opisani
Freundlich-ovim modelom, a Dubinin-Radushkevich-ev model uspešno može opisati
rezultate sorpcionih eksperimenata za sve merkaptosilanizirane sepiolite. Vrednosti
termodinamičkih parametara ukazuju da je proces adsorpcije spontan i pretežno fizičke
prirode.
The subject of this dissertation is the study of sorption of anionic species of
chromium(VI) on the functionalized sepiolites from aqueous solution at 298 K. Natural,
acid activated and thermo-acid activated sepiolites were functionalized by covalent
grafting (3-mercaptopropyl)trimethoxy-silane and [3-(2-aminoethylamino)propyl]-
trimethoxy-silane to the silanol groups onto the sepiolite surface. Functionalization was
proved by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared
spectroscopy, differential thermal analysis, nitrogen adsorption-desorption, and the
point of zero charge, pHpzc, determinations. It has been established that the structure of
parent material was preserved during the functionalization. The adsorption isotherms
suggested that the adsorption capacity of the functionalized acid activated sepiolite was
higher than that of the functionalized natural and thermo-acid activated sepiolites, for all
investigated initial solution pH values. Adsorpti...on efficiency of the functionalized
sepiolites was improved by decreasing solution pH value. The amine-silane
functionalized sepiolites showed a higher adsorption capacity than the mercapto-silane
functionalized sepiolites at all studied initial pH values, especially at the initial pH =
2.0. The maximum chromium(VI) removal was: ca. 60 mg/g of amine-silane
functionalized acid activated sepiolite, ca. 55 mg/g of amine-silane functionalized
thermo-acid activated sepiolite and ca. 37 mg/g of amine-silane functionalized natural
sepiolite, at an initial pH of 2.0; while, the maximum Cr(VI) removal was ca. 8.0 mg
Cr(VI) per g of mercapto-silane functionalized acid activated sepiolite and ca. 2.8 mg
Cr(VI) per g of mercapto-silane functionalized thermo-acid activated sepiolite, at initial
pH 3.0, and ca. 2.7 mg Cr(VI) per g of mercapto-silane functionalized natural sepiolite,
at initial pH 2.0. The adsorption process onto amine-silane functionalized sepiolites, at
initial pH value of 2.0, followed pseudo-second-order kinetics. At all investigated initial
solution pH values, equilibrium data for all amine-silane functionalized sepiolites fitted
well to the Freundlich model, and Dubinin-Radushkevich model can successfully
describe the equilibrium data for all mercapto-silane functionalized sepiolites. The
values of the thermodynamic parameters indicate a spontaneous adsorption process of a
prevalently physical nature.
Fakultet:
Универзитет у Београду, Технолошко-металуршки факултетDatum odbrane:
15-03-2013Ključne reči:
Hrom(VI) / Chromium(VI) / Adsorption / Sepiolite / Acid activated sepiolite / Thermo-acid activated sepiolite / Functionalization / [3-(2-Aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane / (3-Mercaptopropyl)trimethoxy-silane / Adsorpcija / Sepiolit / Kiselinski aktiviran sepiolit / Termokiselinski aktiviran sepiolit / Funkcionalizacija / [3-(2-Aminoetilamino)propil]trimetoksi-silan / (3- Merkaptopropil)trimetoksi-silanRelated items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Synthesis, characterization and application of magnetic absorbents based on sepiolite and zeolite / Sinteza, karakterizacija i primena magnetnih adsorbenata na bazi sepiolita i zeolita
Ahribesh, Aysha Ali (Универзитет у Београду, Технолошко-металуршки факултет, 09-03-2017) -
Influence of synthesis parameters on the properties of the composite adsorbents based on sepiolite and nano-zerovalent iron / Uticaj parametara sinteze na svojstva kompozitnih adsorbenata na bazisepiolita i nanočestica elementarnog gvožđa
Habish, Amal Juma (Универзитет у Београду, Технолошко-металуршки факултет, 09-05-2017) -
Svojstva nanostrukturnih kompozitnih materijala na bazi sepiolita i primena u industriji papira / The properties of sepiolite based nanostructured composite materials and their applications in paper industry
Janković-Častvan, Ivona M. (Универзитет у Београду, Технолошко-металуршки факултет, 26-09-2016)