Аннотация
УДК 541.183
Исследован адсорбционный потенциал природного (Д1) и модифицированного структурно-химическим способом диатомита (ДMA) для удаления ионов фтора из растворов с высокой концентрацией (до 0,3 моль/л) в статических условиях при комнатной температуре. Изучено влияние различных параметров: рН раствора, исходной концентрации фтора, массы сорбента, плотности поверхностного заряда частиц для определения адсорбционных свойств ДМА при различных условиях процесса. Показано, что рН раствора играет решающую роль в удалении фтора из раствора. Эффективное удаление фтора происходит при рН 4,5–5,5. В равновесных условиях при насыщении поверхности ДМА ионами фтора его адсорбционная емкость достигает 1160 мг F/г сорбента для исходной концентрации фтора в воде 0,035 моль/л, что в 5,5 раза больше, чем немодифицированного Д1. Получены изотермы адсорбции F диатомита ДМА; равновесные данные адсорбции промоделированы с помощью двухступенчатой модели Ленгмюра и достигнута хорошая сходимость экспериментальных результатов адсорбции F с расчетным: коэффициент корреляции R2 для образца Д1 равен 0,9952, а для ДМА – 0,9687. Рассмотрен механизм адсорбции F. Рентгенофазовым и химическим анализами, FTIR-спектроскопией, данными потенциометрического титрования и опытами по адсорбции–десорбции установлено, что в системе диатомит – NaF-H2O происходит как физическая адсорбция, ионный обмен, так и химическое связывание ионов фтора с активными центрами поверхности сорбентов – образование труднорастворимых соединений фтора с Аl на ДМА и Са на Д1 (AlF3, Na3AlF6, СаF2,).
Ключевые слова: диатомит, модифицирование, адсорбция, фтор, моделирование, механизм адсорбции.