Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод
Surface modifiсation of clay minerals from Cherkasy deposit (Ukraine) montmorillonite (layer silicate) and palygorskite (fibrous silicate) was performed using the cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA). The successful modification of the surface of montmorillonite and palygor...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/542 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543918772977664 |
|---|---|
| author | Kovalchuk, I. A. Laguta, A. N. Kornilovych, B. Yu. Tobilko, V. Yu. |
| author_facet | Kovalchuk, I. A. Laguta, A. N. Kornilovych, B. Yu. Tobilko, V. Yu. |
| author_sort | Kovalchuk, I. A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:02:32Z |
| description | Surface modifiсation of clay minerals from Cherkasy deposit (Ukraine) montmorillonite (layer silicate) and palygorskite (fibrous silicate) was performed using the cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA). The successful modification of the surface of montmorillonite and palygorskite clays after treatment with HDTMA was confirmed by X-ray analysis and IR-spectra. The ?-potential measurements of the organo-clays showed even a zeta potential reversion from negative to positive in the whole acidic pH range. In this case, the adsorbed surfactant molecules can form both mono and double layers on the surface of clay particles. The uranium(VI) sorption from mineralized groundwater on montmorillonite and palygorskite clays modified by HDTMA was investigated. The composition of the mineralized groundwater according to the main anionic components corresponded to the composition of the underground mineralized waters near the uranium ore mining and processing sites of the State Enterprise Eastern Mining and Processing Plant (Zhovty Vody, Ukraine), the total dissolved solids content was 5280 mg/l, pH 7.2. It has been shown that in contaminated mineralized groundwater, uranium(VI) is predominantly in anionic form, namely in the form of carbonate and sulfate complexes. Unmodified clays had no affinity to negative charged complexes while samples of HDTMA-modified clay minerals showed significant removal of uranium from mineralized water. The experimental data were applied to the Langmuir model of monomolecular adsorption and a good fit was obtained. It has been found that adsorption capacity increased with increasing HDTMA content in modified clays. The maximum sorption values in samples with a high degree of surface coverage and the formation of predominantly double layers of surfactants (ratio of surfactants exchange capacity 5) were obtained. These values for montmorillonite were higher (about 31 mg/g) than those for palygorskite, having a much smaller exchange capacity (about 28 mg/g). The method of organophilization of clays can be effectively used in environmental technologies for the removal of negatively and positively charged complexes of uranium from groundwater, for example, in the construction of permeable reaction barriers. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:33:56Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-542 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-22T19:33:56Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5422022-06-29T10:02:32Z Organophilic layered silicates for sorption removal of uranium(VI) from mine water Органофилизованные слоистые силикаты для сорбционного извлечения соединений урана(VI) из минерализованных вод Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод Kovalchuk, I. A. Laguta, A. N. Kornilovych, B. Yu. Tobilko, V. Yu. uranium(VI) mineralized groundwater layered silicates cationic surfactants sorption уран(VI) мінералізовані підземні води шаруваті силікати катіонні ПАР сорбція уран(VI) минерализованные подземные воды слоистые силикаты катионные ПАВ сорбция Surface modifiсation of clay minerals from Cherkasy deposit (Ukraine) montmorillonite (layer silicate) and palygorskite (fibrous silicate) was performed using the cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA). The successful modification of the surface of montmorillonite and palygorskite clays after treatment with HDTMA was confirmed by X-ray analysis and IR-spectra. The ?-potential measurements of the organo-clays showed even a zeta potential reversion from negative to positive in the whole acidic pH range. In this case, the adsorbed surfactant molecules can form both mono and double layers on the surface of clay particles. The uranium(VI) sorption from mineralized groundwater on montmorillonite and palygorskite clays modified by HDTMA was investigated. The composition of the mineralized groundwater according to the main anionic components corresponded to the composition of the underground mineralized waters near the uranium ore mining and processing sites of the State Enterprise Eastern Mining and Processing Plant (Zhovty Vody, Ukraine), the total dissolved solids content was 5280 mg/l, pH 7.2. It has been shown that in contaminated mineralized groundwater, uranium(VI) is predominantly in anionic form, namely in the form of carbonate and sulfate complexes. Unmodified clays had no affinity to negative charged complexes while samples of HDTMA-modified clay minerals showed significant removal of uranium from mineralized water. The experimental data were applied to the Langmuir model of monomolecular adsorption and a good fit was obtained. It has been found that adsorption capacity increased with increasing HDTMA content in modified clays. The maximum sorption values in samples with a high degree of surface coverage and the formation of predominantly double layers of surfactants (ratio of surfactants exchange capacity 5) were obtained. These values for montmorillonite were higher (about 31 mg/g) than those for palygorskite, having a much smaller exchange capacity (about 28 mg/g). The method of organophilization of clays can be effectively used in environmental technologies for the removal of negatively and positively charged complexes of uranium from groundwater, for example, in the construction of permeable reaction barriers. Поверхность природных глинистых минералов монтмориллонита (слоистый силикат) и палыгорскита (слоисто-ленточный силикат) Черкасского месторождения (Украина) была модифицирована катионным поверхностно-активным веществом гексадецилтриметиламоний бромидом (ГДТМА). Результаты рентгенографических исследований и ИК-спектры подтверждают успешное модифицирование поверхности монтмориллонитовых и палыгорскитовых глин после обработки ГДТМА. Измерения ?-потенциала показали, что для органоглин возможно даже изменение знака дзета-потенциала частиц с отрицательного до положительного во всем кислотном диапазоне рН. При этом адсорбированные молекулы ГДТМА могут образовывать на поверхности частиц глин как моно-, так и двойные слои. Изучена сорбция урана(VI) на органофилизованих глинах из минерализованных подземных вод, состав которых по основным анионным компонентам соответствовал составу подземных минерализованных вод вблизи хранилища шламовых отходов гидрометаллургической переработки урановых руд Восточного горно-обогатительного комбината (г. Желтые Воды, Украина), общее солесодержание - 5280 мг/дм3, рН 7.2. Показано, что в загрязненных минерализованных подземных водах уран(VI) находится преимущественно в виде анионных форм, а именно карбонатных и сульфатных комплексов. Немодифицированные глины практически не сорбируют негативно заряженные U(VI) комплексы, в то время как для образцов глинистих минералов, которые были модифицированы ГДТМА, характерны значительные величины извлечения урана из минерализованных вод. Было показано, что экспериментальные данные хорошо согласуются с уравнением мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Установлено, что величины сорбции урана(VI) модифицированными глинами возрастают при увеличении содержания в них ГДТМА. Максимальные величины сорбции получены для образцов с высокой степенью покрытия поверхности и образованием на ней преимущественно двойных слоев ПАВ (при соотношении ПАВ:КОЕ 5). Эти значения выше для монтмориллонита и составляют около 31 мг/г, в то время как для палыгорскита, который имеет значительно меньшую обменную емкость, составляют около 28 мг/г. Метод органофилизации глин является перспективным для использования в природоохранных технологиях при создании проницаемых реактивных барьеров в почве для извлечения из подземных вод как положительно, так и отрицательно заряженных комплексов урана. Поверхню природних глинистих мінералів монтморилоніту (шаруватий силікат) та палигорськіту (шарувато-стрічковий силікат) Черкаського родовища (Україна) модифікували катіонною поверхнево-активною речовиною гексадецилтриметиламоній бромідом (ГДТМА). Результати рентгенографічних досліджень та ІЧ-спектри підтверджують успішне модифікування поверхні монтморилонітових та палигорськітових глин після обробки ГДТМА. Виміри ?-потенціалу органоглин показали, що можлива навіть зміна знаку дзета-потенціалу частинок з негативного до позитивного в усьому кислотному діапазоні значень рН. При цьому адсорбовані молекули ГДТМА можуть утворювати на поверхні частинок глин як моно-, так і подвійні шари. Досліджено сорбцію урану(VI) на органофілізованих глинах з мінералізованих підземних вод, склад яких за основними аніонними компонентами відповідав складу підземних мінералізованих вод біля сховища шламових відходів гідрометалургійної переробки уранових руд Східного гірничо-збагачувального комбінату (м. Жовті Води, Україна), загальний солевміст становив 5280 мг/дм3, рН 7.2. Показано, що у забруднених мінералізованих підземних водах уран(VI) знаходиться переважно у вигляді аніонних форм, а саме карбонатних і сульфатних комплексів. Немодифіковані глини практично не сорбують негативно заряджені U(VI) комплекси, в той час як для зразків глинистих мінералів, що були модифіковані ГДТМА, характерні значні величини вилучення урану з мінералізованих вод. Було показано, що експериментальні дані добре узгоджуються з рівнянням мономолекулярної адсорбції Ленгмюра. Встановлено, що величина сорбції урану(VI) модифікованими глинами зростає при збільшенні в них вмісту ГДТМА. Максимальні величини сорбції спостерігаються для зразків з високим ступенем покриття поверхні і утворенням на ній переважно подвійних шарів ПАР (при співвідношенні ПАР:КОЄ 5), при цьому ці значення вищі для монтморилоніту і становлять близько 31 мг/г, в той час як для палигорськіту, що має значно меншу обмінну ємність, становлять близько 28 мг/г. Метод органофілізації глин перспективний для використання в природоохоронних технологіях при створенні проникних реакційних бар’єрів у грунті для вилучення з підземних вод як позитивно, так і негативно заряджених комплексів урану. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2020-05-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/542 10.15407/hftp11.02.215 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 11 No. 2 (2020): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 215-227 Химия, физика и технология поверхности; Том 11 № 2 (2020): Химия, физика и технология поверхности; 215-227 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 11 № 2 (2020): Хімія, фізика та технологія поверхні; 215-227 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp11.02 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/542/545 Copyright (c) 2020 I. A. Kovalchuk, A. N. Laguta, B. Yu. Kornilovych, V. Yu. Tobilko |
| spellingShingle | уран(VI) мінералізовані підземні води шаруваті силікати катіонні ПАР сорбція Kovalchuk, I. A. Laguta, A. N. Kornilovych, B. Yu. Tobilko, V. Yu. Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод |
| title | Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод |
| title_alt | Organophilic layered silicates for sorption removal of uranium(VI) from mine water Органофилизованные слоистые силикаты для сорбционного извлечения соединений урана(VI) из минерализованных вод |
| title_full | Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод |
| title_fullStr | Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод |
| title_full_unstemmed | Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод |
| title_short | Органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(VI) з мінералізованих вод |
| title_sort | органофілізовані шаруваті силікати для сорбційного вилучення сполук урану(vi) з мінералізованих вод |
| topic | уран(VI) мінералізовані підземні води шаруваті силікати катіонні ПАР сорбція |
| topic_facet | uranium(VI) mineralized groundwater layered silicates cationic surfactants sorption уран(VI) мінералізовані підземні води шаруваті силікати катіонні ПАР сорбція уран(VI) минерализованные подземные воды слоистые силикаты катионные ПАВ сорбция |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/542 |
| work_keys_str_mv | AT kovalchukia organophiliclayeredsilicatesforsorptionremovalofuraniumvifromminewater AT lagutaan organophiliclayeredsilicatesforsorptionremovalofuraniumvifromminewater AT kornilovychbyu organophiliclayeredsilicatesforsorptionremovalofuraniumvifromminewater AT tobilkovyu organophiliclayeredsilicatesforsorptionremovalofuraniumvifromminewater AT kovalchukia organofilizovannyesloistyesilikatydlâsorbcionnogoizvlečeniâsoedinenijuranaviizmineralizovannyhvod AT lagutaan organofilizovannyesloistyesilikatydlâsorbcionnogoizvlečeniâsoedinenijuranaviizmineralizovannyhvod AT kornilovychbyu organofilizovannyesloistyesilikatydlâsorbcionnogoizvlečeniâsoedinenijuranaviizmineralizovannyhvod AT tobilkovyu organofilizovannyesloistyesilikatydlâsorbcionnogoizvlečeniâsoedinenijuranaviizmineralizovannyhvod AT kovalchukia organofílízovaníšaruvatísilíkatidlâsorbcíjnogovilučennâspolukuranuvizmíneralízovanihvod AT lagutaan organofílízovaníšaruvatísilíkatidlâsorbcíjnogovilučennâspolukuranuvizmíneralízovanihvod AT kornilovychbyu organofílízovaníšaruvatísilíkatidlâsorbcíjnogovilučennâspolukuranuvizmíneralízovanihvod AT tobilkovyu organofílízovaníšaruvatísilíkatidlâsorbcíjnogovilučennâspolukuranuvizmíneralízovanihvod |