ВИДАЛЕННЯ Cr(VI) ПОЛІАНІЛІНОМ ТА КОМПОЗИТОМ ГЛАУКОНІТ/ПОЛІАНІЛІН-СУЛЬФАТНА КИСЛОТА

M. Sydorko, S. Nesterivska, М. Yatsyshyn, N. Dumanchuk, A. Zelinskiy, R. Serkiz, O. Reshetnyak

Анотація


Дослідження властивостей композита глауконіт/поліанілін-сульфатна кислота щодо видалення Cr(VI) з модельних водних розчинів проводили на зразках полі­аніліну (ПАн) та композита глауконіт/поліанілін (Гл/ПАн), приготовлених окиснен­ням аніліну (Ан) амоній пероксодисульфатом (АПС) у водних розчинах 0,5 М сульфатної кислоти (СК) як без, так і за наявності дрібнодисперсного глауконіту. Співвідношення Ан : АПС становило 1 : 1,1 (моль : моль), а співвідношення Ан : Гл - 1 : 1 (г : г). Утворення ПАн та композита Гл/ПАн підтверджено Х-променевим фазовим, ІЧ–ФП-спектральним, дериватографічним аналізами та за результатами визначення електропровідності. Аналіз спектральних, термічних та електричних властивостей синтезованого зразка композита Гл/ПАн стосовно зразків поліаніліну та глауконіту показав їхню відмінність стосовно чистого глауконіту та поліаніліну. Структура поліаніліну в синтезованих зразках ПАн та  Гл/ПАн є аморфною з незначними включеннями кристалітів ПАн у вигляді емеральдинової солі СК, осаджених на полідисперсних частинках Гл як матрицях-носіях. Термічні дослідження зразків Гл, ПАн та композита Гл/ПАн показали, що склад композита становить ~50/50 %, тобто композит містить ~50 % ПАн. Питома електропровідність синтезованих зразків ПАн та композита Гл/ПАн є підтвердженням того, що поліанілін у зразках ПАн та Гл/ПАн перебуває у вигляді емеральдинової солі СК.

Синтезовані зразки використано для  досліджень можливості видалення Cr(VI) із модельних водних розчинів за початкових їхніх концентрацій 100, 200, 300, 400 та 500 мг/л. З’ясовано, що процес видалення протікає у дві стадії ‒ швидку та повільну ‒ і зумовлений, головно, електростатичною взаємодією Cr(VI) з адсорбційними центрами ПАн. Результати показали, що відсоток видалення Cr(VI) становить ~95–99 % і залежить від початкової концентрації Cr(VI) у вихідних розчинах.

 

Ключові слова: поліанілін, глауконіт/поліанілін, властивості, видалення Cr(VI).

 


Повний текст:

PDF

Посилання


Brillas E., Sires I., Oturan M. A. Electro-Fenton process and related electrochemical technologies based on Fenton's reaction chemistry // Chem. Rev. 2009. Vol. 109, Iss. 12. P. 6570–6631. DOI: https://doi.org/10.1021/cr900136g

Azimi A., Azari A., Rezakazemi M., Ansarpour M. Removal of Heavy Metals from Industrial Wastewaters: A Review // Chem. Bio. Eng. Rev. 2017. Vol. 4, No. 1. P. 1–24. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011

Shrestha R., Ban S., Devkota S. et al. Technological trends in heavy metals removal from industrial wastewater: A review // J. Environ. Chem. Engineer. 2021. Vol. 9, Iss. 4. 105688. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105688

Yadav M., Singh G., Jadeja R. N. Physical and Chemical Methods for Heavy Metal Removal / Pollutants and Water Management. 2021. P. 377–397. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119693635.ch15

Qasem N. A. A., Ramy H. M., Lawal D. U. Removal of heavy metal ions from waste­water: a comprehensive and critical review // npj Clean Water. 2021. Vol. 4. P. 1–15. DOI: https://doi.org/10.1038/s41545-021-00127-0

Wang Y., Su H., Gu Y. Carcinogenicity of chromium and chemoprevention: a brief update. A review // OncoTargets Ther. 2017. Vol. 10. P. 4065–4079. DOI: https://doi.org/10.2147/OTT.S139262

Zhitkovich A. Chromium in drinking water: Sources, metabolism, and cancer risks // Chem. Res. Toxicol. 2011. Vol. 24. P. 1617–1625. DOI: https://doi.org/10.1021/tx200251t

Gorny J., Billon G., Noiriel C. et al. Chromium behavior in aquatic environments: a review // Environ. Rev. 2016. Vol. 24, Iss. 4. P. 503–516. DOI: https://doi.org/10.1139/er-2016-0012

Xia S., Song Z., Jeyakumar P. et al. A critical review on bioremediation technologies for Cr(VI)-contaminated soils and wastewater // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019. Vol. 49, Iss. 12. P. 1027–1078. DOI: https://doi.org/10.1080/10643389.2018.156452610–12

Fenti A., Chianese S.,Iovino P. et al. Cr(VI) Sorption from Aqueous Solution: A Review // Appl. Sci. 2020. Vol. 10, Iss. 18. P. 6477–6498. DOI: https://doi.org/10.3390/app10186477

Kan С.-C., Ibe A. H., Rivera K. K. P. et al. Hexavalent chromium removal from aqueous solution by adsorbents synthesized from groundwater treatment residuals // Sustainable Environ. Res. 2017. Vol. 27, Iss. 4. P. 163–171. DOI: https://doi.org/10.1016/j.serj.2017.04.001

WHO Guidelines for Drinking-Water Quality, fourth edition, World Health Organization // Geneva. 2011

Aigbe U. O., Osibote O. A. A review of hexavalent chromium removal from aqueous solutions by sorption technique using nanomaterials // J. Environ. Chem. Engineer. 2020. P. 104503. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104503

Gupta A., Sharma V., Sharma K. et al. A Review of Adsorbents for Heavy Metal Decontamination: Growing Approach to Wastewater Treatment // Materials. 2021. Vol. 14, Iss. 16. 4702. DOI: https://doi.org/10.3390/ma14164702

Zaimee M. Z. A., Sarjadi M. S., Rahman M. L. Heavy Metals Removal from Water by Efficient Adsorbents // Water. 2021. Vol. 13. P. 2659. DOI: https://doi.org/10.3390/w13192659

Jiang Y., Liu Z., Zeng G. et al. Polyaniline-based adsorbents for removal of hexavalent chromium from aqueous solution: a mini review // Environ. Sci. Pollut. R. 2018. Vol. 25, Iss. 7. P. 6158–6174. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-017-1188-3

Eskandari E., Kosari M., Farahani D. A. et al. A Review on Polyaniline-Based Materials Applications in Heavy Metals Removal and Catalytic Processes // Sep. Purif. Technol. 2020. Vol. 231. P. 115901. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.115901

Song E., Choi J.-W. Conducting Polyaniline Nanowire and Its Applications in Chemiresistive Sensing // Nanomater. 2013. Vol. 3. P. 498–523. DOI: https://doi.org/10.3390/nano3030498

Baruah P., Mahanta D. Adsorption and reduction: combined effect of polyaniline emeraldine salt for removal of Cr(VI) from aqueous medium // Bull. Mater. Sci. 2016. Vol. 39, No. 3. P. 875–882. DOI: https://doi.org/10.1007/s12034-016-1204-0

Ćirić-Marjanović G. Recent advances in polyaniline research: Polymerization mechanisms, structural aspects, properties and applications // Synth. Met. 2013. Vol. 177. P. 1–47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.06.004

Yatsyshyn М., Makogon V., Tsiko U., Reshetnyak О. Composite materials based on polyani­line and natural minerals: short review. 1. Features of synthesis, properties and applications // Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Biochem. 2018. Vol. 53. P. 92–131 (in Ukrainian).

Sydorko M., Nesterivska S., Yatsyshyn M. et al. Cr(VI) adsorption by the polyanyline and zeolite/polyaniline–sulphuric acid composite // Visnyk Lviv. Univ. Ser. Chem. 2022. Iss. 63. P. 314–336. DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6301.314

Shaheen S. M., Derbalah A. S., Moghanm F. S. Removal of Heavy Metals from Aqueous Solution by Zeolite in Competitive Sorption System // Inter. J. Environ. Sci. Development. 2012. Vol. 4, Iss. 4. P. 362–367. DOI: 10.7763/IJESD.2012.V3.248

Rosales-Landeros C., Barrera-Díaz C. E., Bilye B. et al. A Review on Cr(VI) Adsorption Using Inorganic Materials // Am. J. Anal. Chem. 2013. Vol. 4, No. 7A. P. 8–16. DOI: https://doi.org/10.4236/ajac.2013.47A002

Bilonizhka P. Glauconite, skolite, celadonite: crystallochemistry, classification, formation conditions // Mineralogical Review. 2012. No. 62, Iss. 1. P. 38–51 (in Ukrainian).

Sydorko M., Nesterivs’ka S., Yatsyshyn М. et al. Properties of natural mineral/polyanilyline composites doped by sulfuric acid // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2020. Iss. 61, Pt. 2. P. 321–333. DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6102.321

Nesterivska S., Makogon V., Yatsyshyn М. et al. Adsorption properties of glauconite/polyaniline-phosphate acid composites with regard to Cr(VI) // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2020. Iss. 61, Pt. 2. P. 363–373. DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6102.363

Yatsyshyn M., Saldan I., Milanese C. et al. Properties of Glauconite/Polyaniline Composite Prepared in Aqueous Solution of Citric Acid // J. Polym. Environm. 2016. Vol. 24. P. 196–205. DOI: https://doi.org/10.1007/s10924-016-0763-x

Šeděnková I., Trchová M., Blinova N. V., Stejskal J. In-situ polymerized polyaniline films. Preparation in solutions of hydrochloric, sulfuric, or phosphoric acid // Thin Solid Films. 2006. Vol. 515, Iss. 4. P. 1640–1646. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.05.038

Attia N. F., Menemparabath M. M., Arepalli S., Geckeler K. E. Inorganic nanotube composites based on polyaniline: Potential room-temperature hydrogen storage materials // Inter. J. Hydrogen Energy, 2013. Vol. 38, Iss. 22. P. 9251–9262. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.05.049




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6401.290

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.