XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) Study of Removing Iron Ions from Water by Zeolite and Bentonite

• Autorzy: Skvarlova Anna , Kanuchova Maria , Kozakova L'ubica , Bakalar Tomas , Oravcova Andrea , Skvarla Jiri

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-01-67

Warianty tytułu

PL

Badanie z użyciem XPS (roentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej) usuwania jonów z wody za pomocą zeolitów i bentonitów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Zeolites as a member of family of hydrated aluminosilicate minerals contains alkali and alkaline-earth metals. They are noted for their lability toward ion-exchange and reversible dehydration. Their framework structure encloses interconnected cavities occupied by large metal cations and water molecules. Bentonites are clays generated frequently from the alteration of volcanic ash, consisting predominantly of smectite minerals, usually montmorillonite. They present strong colloidal properties and its volume increases several times when coming into contact with water, creating a gelatinous and viscous fluid. The special properties of bentonite (hydration, swelling, water absorption, viscosity, thixotropy) make it a valuable material for a wide range of uses and applications. The purpose of this paper is to document an ability of a zeolite and bentonite to remove iron ions and various other pollutants from water. The surface analysis of zeolite and bentonite was performed by the very sensitive analytical device – XPS (X–ray photoelectron spectroscopy).

PL

Zeolity należą do rodziny uwodnionych minerałów glinowokrzemianowych, zawierających metale alkaliczne oraz alkaliczno-ziemne. Są zauważane ze względu na ich zdolność wymiany jonowej oraz odwrotnej dehydratacji. Ich struktura zawiera wewnętrznie połączone wgłębienia zajęte przez duże kationy metali oraz cząsteczki wody. Bentonity to iły tworzone często poprzez alterację popiołu wulkanicznego, zawierające głównie minerały smektytu a zazwyczaj montmorillonitu. Wykazują silne właściwości koloidalne a ich objętość wzrasta kilkukrotnie podczas wejścia w kontakt z wodą, tworząc w ten sposób galaretowatą i lepką ciecz. Specjalne właściwości bentonitu (hydratacja, puchnięcie, absorpcja wody, lepkość, tiksotropia) powodują, że jest to cenny materiał dla szerokiej gamy zastosowań. Celem tego artykułu jest udokumentowanie zdolności zeolitów oraz bentonitów do usuwania jonów żelaza oraz różnych innych zanieczyszczeń z wody. Analiza powierzchni zeolitu i bentonitu została wykonana za pomocą bardzo czułego urządzenia analitycznego – XPS (roentgenowska spektroskopia fotoelektronowa).

Słowa kluczowe

EN

XPS; bentonite; zeolite; iron; adsorption

PL

XPS; bentonit; zeolit; żelazo; adsorpcja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 1, vol. 2
• Strony: 201--204
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Skvarlova Anna

• Technical University of Košice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Letná 9, 042 00 Košice, Slovakia

autor

Kanuchova Maria

• Technical University of Košice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Letná 9, 042 00 Košice, Slovakia

autor

Kozakova L'ubica

• Technical University of Košice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Letná 9, 042 00 Košice, Slovakia

autor

Bakalar Tomas

• Technical University of Košice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Letná 9, 042 00 Košice, Slovakia

autor

Oravcova Andrea

• Technical University of Košice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Letná 9, 042 00 Košice, Slovakia

autor

Skvarla Jiri

• Technical University of Košice, Faculty of Mining, Ecology, Process Control and Geotechnology, Letná 9, 042 00 Košice, Slovakia

Bibliografia

• 1. Yan, J., Li, Y., Li, H., Zhou, Y., Xiao, F., Li, B., & Ma, X. (2018). Effective removal of ruthenium (III) ions from wastewater by amidoxime modified zeolite X. Microchemical Journal. doi:10.1016/j.microc.2018.10.047.
• 2. Martínez Galeano, Y., Negri, F., Moreno, M. S., Múnera, J., Cornaglia, L., & Tarditi, A. M. (2018). Pt encapsulated into NaA zeolite as catalyst for the WGS reaction. Applied Catalysis A: General.doi:10.1016/j.apcata.2018.12.034.
• 3. Shaobin Wang,, Yuelian Peng. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment, Chemical Engineering Journal 156 (2010) 11-24. doi:10.1016/j.cej.2009.10.029
• 4. M.A. Shavandi, Z. Haddadian, M.H.S. Ismail, N. Abdullah, Z.Z. Abidin, Removal of Fe(III), Mn(II), and Zn(II) from palm oil mill effluent (POME) by natural zeolite, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 43, (2012) 750-759
• 5. Abdullahi T., Harun Y., Othman M.H.D., A review on sustainable synthesis of zeolite from kaolinite resources via hydrothermal process, Advanced Powder Technology 28(8) (2017) 1827-1840 DOI:10.1016/j.apt.2017.04.028
• 6. Bentonite. [online] [cit. 25.4.2019]. Available online : <http://://www.imerys-additivesformetallurgy.com/our-resources/bentonite/>
• 7. Buzetzky, D., Tóth, N. C., Nagy, N. M., & Kónya, J. (2018). Application of Modified Bentonites for Arsenite (III) Removal from Drinking Water. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 63(1), 113–121.doi:10.3311/ppch.12197
• 8. Bergaya F., Theng BKG., Lagaly G., Cation and anion exchange, Handbook of clay science, (2006) 979-1001 DOI: 10.1016/S1572-4352(05)01036-6
• 9. Sun J.L., Zhuang G.Z., Wu S.Q., Zhang Z.P., Structure and performance of anionic-cationic-organo-montmorillonite in different organic solvents, RSC Advanced (2016) 54747-54753. DOI: 10.1039/c6ra05364e
• 10. Zhang H.L., Yu J.Y., Kuang D.L., The Effect of Sodium and Organic Montmorillonites on the Thermal Aging Properties of Bitumen, Petroleum Science and Technology 31 (2013) 2074-2081 DOI: 10.1080/10916466.2012.678538
• 11. Petra L., Billik P., Melichova Z., Komadel P., Mechanochemically activated saponite as materials for Cu2+ and Ni2+ removal from aqueous solutions, Applied Clay Science 143 (2017) 22-28 DOI: 10.1016/j.clay.2017.03.012
• 12. Bentonite. [online] [cit. 9.4.2019]. Available online: <https://en.wikipedia.org/wiki/Bentonite>

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).