Дослідження процесу адсорбції метиленового синього поверхнею калій титанату

Чиста природна питна вода необхідна для кожного аспекту життя людини. Останніми роками досить гостро стоїть проблема якості питної води.

Забруднення навколишнього середовища викидами різних галузей промисловості призводить до ряду негативних наслідків, які відображаються на життєдіяльності всіх живих організмів. Відповідно очистка стічних вод залишається актуальною проблемою сьогодення. Існує значна кількість методів очистки води, проте методи адсорбції знаходять найбільш широке застосування. Особливо перспективним їх використання є для сполук, які біологічно не розкладаються, зокрема для штучних барвників. Ефективність адсорбції залежить від багатьох факторів, одним з найважливіших є хімічна природа адсорбенту. Серед групи адсорбентів досить перспективними є сполуки титану.

В роботі досліджено процес адсорбції метиленового синього з водного розчину. В якості адсорбенту використано калій титанат, який синтезовано методом лужного вилуговування ільменітового концентрату Іршанської групи родовищ калій гідроксидом. Встановлено, що максимальний ступінь вилучення метиленового синього, понад 44 % досягається при використанні калій титанату масою 0,005 г протягом 10 хвилин від початку контакту поверхонь адсорбенту та адсорбату. Визначено, що експериментальні кінетичні криві адсорбції метиленового синього поверхнею калій титанату адекватно описуються кінетичним рівнянням псевдо-другого порядку (Хо-Маккея). Даний механізм адсорбції водночас враховує взаємодію на межі поділу «адсорбат-адсорбент» та міжмолекулярні взаємодії адсорбованих речовин на поверхні. Розраховано, що початкова швидкість адсорбції становить 2,81 мг/г·хв.

Встановлено, що адсорбційна ємність калій титанату щодо барвника метиленового синього становить 21,92 мг/г. За даних умов коефіцієнт розподілу між розчином барвника та поверхнею калій титанату досягає величини 3346,57 мл/г, що свідчить про значну спорідненість поверхні адсорбенту до молекул метиленового синього. Показано, що процес адсорбції задовільно описується моделлю ізотерми Тьомкіна, тобто молекули барвника адсорбуються на потенційно нео- днорідних поверхнях, що мають рівномірний розподіл адсорбційних центрів. Розрахована величина енергії адсорбції вказує на фізичний характер взаємодії на межі поділу «адсорбат-адсорбент».

Показано перспективність використання калій титанату в якості адсорбенту метиленового синього з водного розчину.