Sorpcija jona olova, kadmijuma i cinka iz vodenih rastvora na prirodnom i modifikovanom zeolitu
Sorption of lead, cadmium and zinc ions from aqueous solutions onto natural and modified zeolite
Author
Mihajlović-Kostić, Marija T.Mentor
Petrović, RadaCommittee members
Janaćković, ĐorđeRajaković, Ljubinka
Onjia, Antonije
Jokić, Bojan
Metadata
Show full item recordAbstract
Sorpcija se koristi za uklanjanje zagađujućih materija iz vode, zahvaljujući efikasnosti i
ekonomičnosti, posebno ako se koriste jeftini sorbenti i ukoliko je moguća njihova višestepena
regeneracija. Zeoliti zauzimaju značajno mesto među sorbentima za uklanjanje neorganskih jona
iz prirodnih i otpadnih voda. Da bi se sorpcioni kapacitet prirodnih zeolita za jone metala
povećao i proces sorpcije unapredio, poslednjih godina se proučavaju različiti postupci
modifikovanja zeolita. Jedan od efikasnih postupaka modifikacije je nanošenje na površinu
zeolita gvožđe(III)-oksihidroksida, koji su takođe aktivni sorbenti i igraju značajnu ulogu u
imobilizaciji jona u prirodi.
U ovoj doktorskoj disertaciji je proučavana sorpcija jona olova, kadmijuma i cinka iz
jednokomponentnih i višekomponentnih rastvora u dejonizovanoj i komunalnoj otpadnoj vodi,
na prirodnom zeolitu i zeolitu koji je modifikovan gvožđe(III)-oksihidroksidima. Cilj disertacije
je bio objašnjenje razlike u mehanizmima sorpcije i ...sorpcionim kapacitetima prirodnog i
modifikovanog zeolita.
Karakterizacija prirodnog i modifikovanog zeolita pokazala je da nije došlo do
narušavanja strukture zeolita i da se modifikacija odigrala na površini, obrazovanjem klastera
amorfnog gvožđe(III)-oksihidroksida. Adsorpcijom azota na temperaturi tečnog azota utvrđeno
je da je modifikacija uzrokovala značajno povećanje specifične površine i zapremine mezopora,
kao i zatvaranje mikropora. Specifična površina oba zeolita je određena i na osnovu adsorpcionih
izotermi za n-heksan, benzen, hloroform i tetrahidrofuran primenom inverzne gasne
hromatografije u uslovima konačne prekrivenosti na temperaturi od 240 °C. Niže vrednosti
specifične površine dobijene inverznom gasnom hromatografijom za modifikovani zeolit u
odnosu na vrednost dobijenu na osnovu adsorpcije azota ukazuju na prisustvo mezopora manjih
dimenzija, manjih nego u slučaju prirodnog zeolita, koje su dostupne molekulima azota, a nisu
molekulima n-heksana, benzena, hloroforma i tetrahidrofurana, koji su većih dimenzija u odnosu
na N2...
Sorption is used to remove pollutants from water, thanks to its efficiency and cost
effectiveness, especially if cheap sorbents are used and if there is a possibility for their
multistage regeneration. Zeolites occupy an important place among the sorbents for removal of
inorganic ions from natural and waste waters. In order to increase the sorption capacity of natural
zeolites for metal ions, and to improve the sorption process, various methods for modifying
zeolites have been studied in recent years. One of the most effective methods is a modification of
the surface of the zeolite with iron(III)–oxyhydroxides, which are also active sorbents and play a
important role in the immobilization of ions in nature.
This doctoral thesis investigates sorption of lead, cadmium and zinc ions from
multicomponent solutions in deionized and municipal waste water, onto natural zeolite and
zeolite modified with iron(III)-oxyhydroxides. The goal of the thesis was the explanation of
differences in the so...rption mechanisms and sorption capacity of natural and modified zeolites.
Characterization of natural and modified zeolites showed that no damage to the zeolite
structure was done and that the modification occurred on the surface, forming clusters of
amorphous iron(III)-oxyhydroxides. Nitrogen adsorption at liquid nitrogen temperature
determined that the modification caused a significant increase in specific surface area and
volume of mesopores and micropores closing. The specific surface area of natural and modified
zeolite was also determined based on the adsorption isotherms of n-hexane, benzene, chloroform
and tetrahydrofuran by inverse gas chromatography at finite concentration condition at a
temperature of 240 °C. Lower values of specific surface area obtained by inverse gas
chromatography for the modified zeolite, compared to the value obtained by nitrogen adsorption,
indicate the presence of mesopores with smaller dimensions, smaller than in the case of natural
zeolite. These pores are available for nitrogen molecule, and they are not available for the
molecules of n-hexane, benzene, chloroform and tetrahydrofuran, which are large in size in
comparison to N...