Процеси сорбції іонних форм Нікелю(ІІ) з водних розчинів нанорозмірним магнетитом

На сучасному етапі розвитку науки та промисловості забруднення навколишнього середовища, зокрема водойм, вважається однією з найважливіших глобальних проблем людства. Зокрема, однією з ключових цілей на 2030 рік у країнах ЄС є гарантування доступності та довгострокового забезпечення водопостачання та санітарії для всіх, як це зазначено в шостій цілі сталого розвитку (ЦСР), тому пошук ефективних методів очистки води до стану питної залишається актуальним питанням сьогодення. У даній роботі виконано синтез нанорозмірного магнетиту золь-гель методом Елмора. Методами рентгенівської спектроскопії ідентифіковано фази Fe3O4. Методом Шеррера розраховано, що середній розмір частинок магнетиту становить 75,93 нм. Визначено, що ступінь вилучення іонних форм Нікелю(ІІ) з водних розчинів 57,5 % досягається протягом перших 40–50 хвилин від початку контакту між компонентами. Сорбційна рівновага настає протягом 60 хвилин від початку контакту на межі поділу фаз. Показано, що кінетику сорбції іонних форм Нікелю(ІІ) з розчину поверхнею магнетиту можна описати моделлю псевдо-другого порядку Хо-Маккея, яка вказує на міжчастинкову взаємодію між іонами сорбату на межі поділу фаз за рахунок міжмолекулярних сил. Встановлено, що характер кривої ізотерми нагадує криві ізотерм Ленгмюра (L2-тип) відповідно до класифікації Гільса з виходом на насичення, а сорбційна ємність становить 19,2 мг/г. Показано, що ізотерма адсорбції іонних форм Нікелю(ІІ) задовільно описується моделлю Ленгмюра, в порівнянні з іншими моделями, що можна побачити з величини коефіцієнта кореляції (R2 = 0,997), тобто адсорбція іонних форм Нікелю(ІІ) відбувається на гомогенних (однорідних) центрах поверхні магнетиту, де всі активні центри є енергетично однорідними і на поверхні може утворюватись лише мономолекулярний шар сорбату. Розрахована енергія адсорбції за рівнянням Дубініна-Радушкевича для поверхні адсорбенту не перевищує 2 кДж/моль, що вказує на фізичну адсорбцію іонних форм Нікелю(ІІ) з водних розчинів поверхнею магнетиту.