CC BY
37
78
KiMYA PROBLEML9M № 1 2014
УДК 651.183 123.54.183
РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФОРМ БЕНТОНИТА И КАОЛИНИТА, АДСОРБИРОВАВШИХ КАТИОННЫЕ
КРАСИТЕЛИ
А.И.Ягубов, А.Н.Нуриев, Э.М.Теймурова, Т.А.Салимова, Т.Н.Аскерова, В.Г.Велиев
Институт химических проблем им. акад. М.Ф.Нагиева Национальной АН Азербайджана AZ1143 Баку, пр.Г.Джавида, 29; e-mail: rovshan_ismayilov83@,mail. ru
Рентгенографическим и дериватографическим методами исследованы бентонит, каолинит и их модифицированные формы, адсорбировавших катионные красители. Установлено, что наибольшей адсорбционной способностью по отношению к катионным красителям обладает Ее(Ш)-форма бентонита. Из дифрактограмм катионзамещенных форм глинистых минералов выявлено, что для монтмориллонита наблюдается большее увеличение базальныхрефлексов, чем для каолинита.
Ключевые слова: адсорбент, метилен голубой, рентгенографическое исследование.
Особое значение при использовании алюмосиликатных минералов в качестве адсорбентов и катализаторов имеет термостабильность и сохранность их кристаллической структуры. Термостабильность, сохранность кристаллической структуры адсорбентов, полученных на основе природных алюмосиликатов, ее изменение в зависимости от природы обменных катионов, концентрации кислоты в растворе и влияние на нее других факторов мало изучены.
В настоящей работе проведены термографические исследования природных бентонитовых образцов и их монока-тионзамещенных форм, адсорбировавших катионные красители - тионин, метилен голубой, родамин О и фуксин из модельных сточных вод.
Из дериватограмм исходного и модифицированных форм бентонита после сорбции органических красителей найдены новые эндотермические и экзотермические пики, которые показывают, что в первичных и вторичных порах бентонитовых образцов происходит адсорбция органического вещества [1]. По количеству потери масс нами было определено содер-
жание адсорбируемых органических соединений на бентонитовых образцах. При сравнении результатов друг с другом установлено, что самой большой адсорбционной способностью по отношению к катион-ным красителям обладает Ее(Ш)-форма бентонита.
Рентгенографические исследования алюмосиликатных адсорбентов проводили на дифрактометре типа ДРОН-1 в СиКа-излучении.
Для выяснения сохранности кристаллической структуры, установленных нами различий в сорбционных свойствах исследуемых сорбентов, связанных с их структурными особенностями, хорошим подтверждением являются дифрактометри-ческие исследования.
Из дифрактограмм катионза-мещенных форм глинистых минералов выявлено, что базальные рефлексы в случае монтмориллонита увеличиваются больше, чем в случае каолинита (рис.1 и 2). Наличие на дифрактограмме исходного образца каолинита шести линий в интервале 0.450.35 нм и четкое расщепление двух триплетов в области 0.26-0.22 нм свидетельствует о его стуктурном совершенстве.
Рис. 1 Дифрактограммы образцов Зыхского каолинита и его модифицированных форм после адсорбции на них метилена голубого (концентрация метилена голубого 900 мг/л): 1-исходный Зыхский каолинит, 2 - М§-каолинит, 3 - Бг-каолинит, 4 - Ва-каолинит, 5 - А1-каолинит.
ЮМГА PROBLEMLЭRi № 1 2014
Л^4
11 12
1
J
4
5
9
40 30 20 10
20
Рис. 2. Дифрактограммы образцов Даш-Салахлинского монтмориллонита и его модифицированных форм до (кривые 1, 3, 5, 7, 9, 11) и после адсорбции (кривые 2, 4, 6, 8, 10, 12) метилена голубого: 1, 2 - Исх.-М; 3, 4 - М§-М; 5,6 - Бг-М; 7,8 - Ва-М; 9,10 - А1-М; 11,12 -Ее(Ш)-М.
ЮМУА PROBLEMLЭRi № 1 2014
Из рис. 1 и 2 видно, что в процессе сорбции метилена голубого бентонитом, каолинитом и их модифицированными формами в зависимости от катионных форм и сорбционной емкости, постепенно меняется дифракционная картина указанных сорбентов. Нетрудно заметить, что наблюдаемое для бентонита (ёа=13.49) и каолинита (ёа=12.9) уменьшение рефлексов ди-фрактограмм при сорбции метилена голубого и возрастание при их модифицировании более характерно для А1 и Те(Ш)-форм бентонита и каолинита, чем для других ка-тионных форм [2].
Из дифрактограмм также видно, что интенсивность базальных рефлексов, характеризующих бентонит и каолинит, на всех образцах изменяется от 11.55 до 13.59; от 4.40 до 4.46; от 3.79 до 4.06А, что характеризует расширение межплос- костных расстояний и проникновение в них молекул органических красителей. Это более наглядно видно для бентонитовых образцов, чем каолинитовых, что связано с жесткостью структуры последнего.
Таким образом, из дифрактограмм бентонитовых и каолинитовых образцов после адсорбции видно, что изменение ин-тенсивностей рефлексов связано с адсорбцией красителей на исследуемых нами
глинистых сорбентах. Из дифракционных картин также видно, что для всех монока-тионных форм бентонита и каолинита после сорбции метилена голубого заметно уменьшается интенсивность рефлексов, характерных для каркаса бентонита и каолинита, чем для их исходных форм. Это связано с поведением катионо- активного ПАВ - метилена голубого по отношению к мо-нокатионным формам бентонита и каолинита, что объясняется облегченностью вытеснения обменных катионов крупными катионами метилена голубого из исследуемых сорбентов, приводящего в итоге к их гидрофобизации.
Последний, в свою очередь, способствует экранизации и ослаблению каркасных рефлексов. Вхождение в поры сорбентов адсорбированных молекул способствуют частичным изменениям межплоскостного расстояния в каркасах бентонита и каолинита, что приводит к возрастанию интенсивности максимумов на их диф-рактограммах. Такие отличия в сорбцион-ных поведениях исследуемых образцов и их модифицированных форм, установленные нами в эксперименте, прежде всего, обусловливаются различием катионных форм бентонита и каолинита в водных растворах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Тарасевич Ю.И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. Киев: Нау-кова Думка. 1988. С. 99. // Tarasevich Y.i. Stroenie i khimiya poverkhnosti sloistix sili-katov. Kiev: Naukova Dumka. 1988. S. 99.
2. Земченко Г.Н. Изучение сорбционных свойств природных сорбентов. // Мате- риалы научно-практической конференции,
посвященной 100-летию ЮРГ-ТУ (НПИ) «ТЕХНОВОД-2004». Новочеркасск: Изд-во НПО «ТЕМП». 2004. С. 182-185. // Zemchenko Q.N. izuchenie sorbsionnikh svoystv prirodnikh sorbentov. // Materiali nauchno-prakticheskoy konferensii
«TEKHNO VOD-2004». Novocherkassk: izd-vo NPO «ТЕМР». 2004. S. 182-185.
KATiONБОЙЛЬАШ АОБОКББИУЛ EDONБЕНТОШТ, KAOLiNiT VO ONLARIN MODiFiKASiYA OLUNMU§ FORMALARININRENTQENOQRAFiK TODQiQi
A.i.Yaqubov, A.N.Nuriyev, G.M.Teymurova, T.A.Sdlimova, T.N.dsgzrova, V.Q.Vzliyev
Kation boyalari adsorbsiya eddn bentonit, kaolinit vd onlarin modifikasiya olunmuq formalarinin derivatoqrafik vd rentgenoqrafik metodla tddqiqati aparilmi§dir. Mudyydn edilmi§dir ki, kation boyalara ndzdrdn bentonitin Fe (III) formasi dn boyuk adsorbsiya qabiliyydtind malikdir. Gil minerallarinin kationdvdzolunmu§ formalarinin difraktoqrammalarindan aydin olur ki, montmorilonitdd bazal refleksldr kaolinitd nisbdtdn daha gox yuksdlir.
Agar sozfor: adsorbentldr, kation boyalari, rentgenoqrafik tddqiqat.
X-RAY RASEARCH METHOD OF MODIFIED FORMS OF BENTONITE AND KAOLINITEADSORBING CATIONICDYES
A.I.Yaqubov, A.N.Nuriev, E.M.Teymurova, T.A.Salimova, T.N.Askerova, V.Q.Veliyev
Using derivatographic and X-ray research methods, authors studied bentonite, kaolinite and their modified forms that adsorbed cationic dyes. It found that Fe(III)-form of bentonite has the strongest adsorptive capacity in respect of cationic dyes. Analysis of diffract-cation-substituted forms of clay minerals showed that there is rise in basal reflections in case of montmorillonites as compared with kaolinite.
Keywords: adsorbents, methylene blue, roentgenographs research.
Поступила в редакцию 02.11.2013.
