СОРБЦІЯ Cr2О72- КОМПОЗИТАМИ ГЛАУКОНІТ/ПОЛІАНІЛІН ІЗ МОДЕЛЬНИХ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ

M. Sydorko, Y. Stetsiv, М. Yatsyshyn, N. Dumanchuk, O. Reshetnyak


DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6701.168

Анотація


Досліджено сорбцію Cr(VI) із модельних водних розчинів зразками композитів глауконіт/поліанілін (Гл/ПАн) за різного масового співвідношення Гл : ПАн (1:1; 2:1; 3:1; 4:1 і 5:1). Отримано результати порівняно з результатами адсорбційного видалення Cr(VI) зразком ПАн. Композити Гл/ПАн отримували одностадійним синтезом in situ окисненням аніліну амонійпероксодисульфатом у водних розчинах H2SO4 за наявності полідисперсного глауконіту. Подібно синтезували зразок поліаніліну (ПАн), тільки без Гл.

Адсорбційні дослідження Cr(VI) із модельних водних розчинів зразками композитів Гл/ПАн за різного співвідношення Гл:ПАн продемонстрували, що в розрахунку на ПАн адсорбційна ємність всіх зразків є приблизно однакова і практично відповідає адсорбційній ємності зразка “чистого” ПАн.

За результатами адсорбційних досліджень виявлено, що адсорбція добре описується рівнянням ізотерми Ленгмюра, кінетичним рівнянням псевдо-другого порядку, а лімітуючою стадією процесу є внутрічастинкова дифузія. Загалом процес протікає як хемосорбція.

 

Ключові слова: композити, глауконіт/поліанілін, поліанілін, адсорбція, хром(VI), механізм, кінетика.


Повний текст:

PDF

Посилання


Alkhaldi H. S., Baata M., Alhajri F. et al. Recent progress in the preparation and environmental applications of functionalized adsorbent hydrogel: a review // RSC Adv. 2026. Vol. 16. P. 7287‒7336. DOI: https://doi.org/10.1039/d5ra07905e

Zango Z. U., Garba A., Garba Z. N. et al. Montmorillonite for Adsorption and Catalytic Elimination of Pollutants from Wastewater: A State-of-the-Arts Review // Sustainability. 2022. Vol. 14, Iss. 24. P. 16441. DOI: https://doi.org/10.3390/su142416441

Samiey B., Cheng C.-H., Wu J. Organic-Inorganic Hybrid Polymers as Adsorbents for Removal of Heavy Metal Ions from Solutions: A Review // Materials. 2014. Vol. 7, Iss. 2. P. 673–726. DOI: https://doi.org/10.3390/ma7020673

Hajjaoui H., Soufi A., Boumya W. et al. Polyaniline/Nanomaterial Composites for the Removal of Heavy Metals by Adsorption: A Review // J. Compos. Sci. 2021. Vol. 5, P. 233. DOI: https://doi.org/10.3390/jcs5090233

Shuka Y. Review on Adsorption Techniques for the Removal of Toxic Organic Dyes: Water Treatment Technology // JSM Chem. 2025. Vol. 11, Iss. 1. Art. 1066.

Atangana E., Ajiboye T. O., Mafolasire A. A. et al. Adsorption of Organic Pollutants from Wastewater Using Chitosan Based Adsorbents // Polymers. 2025. Vol. 17, Iss. 4. Art. 502. DOI: https://doi.org/10.3390/polym17040502

Wang P., Shen X., Qiu S. et al. Clay-Based Materials for Heavy Metals Adsorption: Mechanisms, Advancements, and Future Prospects in Environmental Remediation // Crystals. 2024. Vol. 14. Art. 1046. DOI: https://doi.org/10.3390/cryst14121046

Moulay S., Bensacia N., Garin F. et al. Polyacrylamide-Based Sorbents for the Removal of Hazardous Metals // Ads. Sci. Technol. 2013. Vol. 31, Iss. 8. P. 691-710. DOI: 10.1260/0263-6174.31.8.691

Abdu M. T. Performance assessment of polyethyleneimine/polyacrylamide copolymer for the adsorption of cadmium ions from wastewater // J. Water Process Eng. 2025. Vol. 78. Art. 108745. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2025.108745

Jadoun S., Fuentes J. P., Urbano B. F., Yáñez J. A review on adsorption of heavy metals from wastewater using conducting polymer-based materials // J. Environ. Chem. Eng. 2023. Vol. 11, Iss. 1. Art. 109226. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.109226

Atangana E., Ajiboye T. O., Mafolasire A. A. et al. A Review on Chitosan for the Removal of Heavy Metals Ions // J. Fiber Bioeng. Inform. 2019. Vol. 12, Iss. 3. P. 103–128. DOI: https://doi.org/10.3993/jfbim00301

Moreno-Sader K., García-Padilla A., Realpe A. et al. Removal of Heavy Metal Water Pollutants (Co2+ and Ni2+) Using Polyacrylamide/Sodium Montmorillonite (PAM/Na-MMT) Nanocomposites // ACS Omega. 2019. Vol. 4. P. 10834−10844. DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.9b00981

Rashed M. N., Arifien A. S. A., El-Dowi F. A. Muscovite based polyaniline nanocomposite as effective adsorbent for removal of Cd2+ and Pb2+ ions from liguid waste // Sci. Rep. 2025. Vol. 15. Art. 20234. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-99686-2

Nascimento G. M. Introductory Chapter: Polymers and Clays ‒ A Fruitful Combination // Clay and Clay Minerals. 2021. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.101296

Franco-Urquiza E. A. Clay-Based Polymer Nanocomposites: Essential Work of Fracture // Polymers. 2021. Vol. 13. Art. 2399. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13152399

Naveen M. H., Gurudatt N. G., Shim Y.-B. Applications of Conducting Polymer Composites to Electrochemical Sensors: A Review // Appl. Mater. Today. 2017. Vol. 9. P. 419. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apmt.2017.09.001

Beygisangchin M., Baghdadi A. H., Kamarudin S. K. et al. Recent progress in polyaniline and its composites; Synthesis, properties, and applications // Eur. Polym. J. 2024. Vol. 210. P. 112948. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2024.112948

Lakard S., Lakard B. Environmental Applications of Conducting Polymers and Their Composites: Adsorption and Detection of Heavy Metal Ions // J. Environ. Chem. Eng. 2025. Vol. 13. Art. 116233. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.116233

Huggett J. M. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences // Clay Minerals. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.02893-1

Yatsyshyn M., Saldan I., Milanese C. et al. Properties of Glauconite/Polyaniline Composite Prepared in Aqueous Solution of Citric Acid // J. Polym. Environ. 2016. Vol. 24, Iss. 3. P. 196‒205. DOI: https://doi.org/10.1007/s10924-016-0763-x

Yatsyshyn M., Makogon V., Reshetnyak O. et al. Properties of the hybrid glauconite/polyaniline composites synthesized in the aqueous citrate acid solutions // Chem. Chem. Technol. 2016. Vol. 4. P. 429-435

Nesterivska S., Makogon V., Yatsyshyn M. et al. Properties of the composites made of glauconite and polyaniline in aqueous solutions of phosphoric acid // Chem. Chem. Technol. 2020. Vol. 14, Iss. 4. P. 487–495 DOI: https://doi.org/10.23939/chcht14.04.487

Sobeih M. M., El-Shahat M. F., Osman A. et al. Glauconite clay-functionalized chitosan nanocomposites for efficient adsorptive removal of fluoride ions from polluted aqueous solutions // RSC Advances. 2020. Vol. 10, Iss. 43. P. 25567–25585. DOI: https://doi.org/10.1039/d0ra02340j

Salah D., Hamd A., Soliman N. K. et al. Polyaniline/Glauconite Nanocomposite Adsorbent for Congo Red Dye from Textile Wastewater // Separations. 2022. Vol. 9, Iss. 1. Art. 384. DOI: https://doi.org/10.3390/separations9110384

Sydorko M., Nesterivs’ka S., Yatsyshyn M. et al. Removal of Cr(VI) by polyaniline and glauconite/polyaniline-sulfatic acid composite // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2023. Vol. 64. P. 290-304. DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6401.290

Sydorko M., Stetsiv Yu., Yatsyshyn M. et al. Adsorption removal of Cr2О72- by glauconite/polyaniline composites from aqueous solutions // Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2025. Vol. LXXVIII. P. 103–126. DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2025.78.103

Khalifa D. A., Rabie A. M., Elsharaky E. A. et al. Engineered acidic porosity of glauconite-sulfonated polystyrene (G/SPS) composite for selective catalytic cracking of waste oil to biofuel // Mol. Catal. 2026. Vol. 591. Art. 115684. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mcat.2025.115684

Yatsyshyn M. M., Ilkiv Z. V., Galamay R. I. et al. Utility Model Patent No. 86632 Ukraine, IPC (2013.01) B03C 1/02 (2006.01), B01D 21/00. Method for purifying glauconite from silica and other impurities // Applicant and patent owner Ivan Franko National University of Lviv. No. u201307148; appl. 06.06.2013; publ. 10.01.2014, Bull. No. 1/2014

Yatsyshyn M. M., Makogon V. M., Reshetnyak O. V., Błażejowski J. Chapter 14. Structure and Thermal Stability of Silica–Glauconite/Polyaniline Composite / Computational and Experi­mental Analysis of Functional Materials / Oleksandr V. Reshetnyak, Gennady E. Zaikov (Eds.) [Series: AAP Research Notes on Polymer Engineering Science and Technology]. Toronto, New Jersey: Apple Academic Press, CRC Press (Taylor & Francis Group), 2017. P. 497-520.

Singla R., Alex T. C., Kumar R. On mechanical activation of glauconite: physicochemical changes, alterations in cation exchange capacity and mechanisms // Powder Technol. 2019. Vol. 360. P. 337–351. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.10.035

Fida H., Guo S., Zhang G. Preparation and characterization of bifunctional Ti-Fe kaolinite composite for Cr(VI) removal // J. Colloid Interf. Sci. 2014. Vol. 442. P. 30–38. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2014.11.023

Zhang R. Ma H., Wang B. Removal of Chromium(VI) from Aqueous Solutions Using Polyaniline Doped with Sulfuric Acid // Ind. Eng. Chem. Res. 2010. Vol. 49, Iss. 20. P. 9998–10004. DOI: https://doi.org/10.1021/ie1008794

Piri S., Zanjani Z. A., Piri F. et al. Potential of polyaniline modified clay nanocomposite as a selective decontamination adsorbent for Pb(II) ions from contaminated waters; kinetics and thermodynamic study // J. Environ. Health Sci. Eng. 2016. Vol. 14, Iss. 1. Art. 20. DOI: https://doi.org/10.1186/s40201-016-0261-z

Unuabonah E. I., Olu-Owolabi B. I., Adebowale K. O., Ofomaja A. E. Adsorption of lead and cadmium ions from aqueous solutions by tripolyphosphate-impregnated Kaolinite clay // Colloid. Surf. A. 2007. Vol. 292, Iss. 2–3. P. 202–211. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2006.06.02

Ashour E. A., Tony M. A. Eco‑friendly removal of hexavalent chromium from aqueous solution using natural clay mineral: activation and modification effects // SN Appl. Sci. 2020. Vol. 2, Iss. 12. P. 2042. DOI: https://doi.org/10.1007/s42452-020-03873-x

Jain P., Varshney S., Srivastava S. Site-specific functionalization for chemical speciation of Cr(III) and Cr(VI) using polyaniline impregnated nanocellulose composite: equilibrium, kinetic, and thermodynamic modeling // Appl. Water Sci. 2017. Vol. 7, Iss. 4. P. 1827–1839. DOI: https://doi.org/10.1007/s13201-015-0356-1

Onyancha R. B. Sustainable Remediation of Heavy Metals through Agricultural Waste-Derived Adsorbents. Chapter / In book: Heavy Metals in the Environment // 2024. P. 1–26. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.1006824

Zafar S., Khan M. I., Hassan W. et al. Application of NaOH-treated rice husk for adsorptive discharge of cobalt ions from wastewater // Desalin. Water Treat. 2021. Vol. 226. P. 328‒388. DOI: https://doi.org/10.5004/dwt.2021.27286

Salem M. A., Elsharkawy R. G., Hablas M. F. Adsorption of Brilliant Green dye by polyaniline/silver nanocomposite: Kinetic, equilibrium, and thermodynamic studies // Eur. Polym. J. 2015. Vol. 75, Iss.1. P. 577–590. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2015.12.027

Chuaicham С., Xiong Y., Sekar K. et al. A promising Zn-Ti layered double hydroxide/Fe-bearing montmorillonite composite as an efficient photocatalyst for Cr(VI) reduction: Insight into the role of Fe impurity in montmorillonite // Appl. Surf. Sci. 2021. Vol. 546. P. 148835. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.148835

Dehghani M. H., Taher M. M., Bajpai A. K. et al. Removal of noxious Cr(VI) ions using single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes // Chem. Eng. J. 2015. Vol. 279. P. 344–352. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.04.151


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.