Adsorption of heavy metal ions at the Al2O3-SiO2/NaClO4 electrolyte interface

• Autorzy: Skwarek E. , Matysek-Nawrocka M. , Janusz W. , Zarko V. I. , Gun'ko V. M.

Warianty tytułu

PL

Adsorpcja jonów metali ciężkich w podwójnej warstwie elektrycznej na granicy faz Al2O3-SiO2/NaClO4

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study on adsorption of heavy metals (Cd(II), Ni(II) and Pb(II)) at the Al2O3-SiO2/electrolyte solution interface is presented in this paper. The influence of ionic strength, pH, background electrolyte (NaClO4) concentration and composition of metal oxide on adsorption of Cd(II), Ni(II) and Pb(II) from solution of initial concentration ranged from 1×10-6 to 1×10-3 mol/dm3 in the mentioned system was investigated. The adsorptions edge parameters (pH50% and pH10-90%) for different concentrations of electrolyte were presented. The adsorption measurements were complemented by the potentiometric titration of Al2O3-SiO2 suspensions and electrophoretic measurements. Charge reversal point (CR2) can be observed for solution concentration of 10-3 mol/dm3 as a result of Cd(II), Ni(II) and Pb(II) ions adsorption.

PL

Kadm, ołów i nikiel są toksycznymi metalami ciężkim, który stanowią wciąż poważne zagrożenie dla organizmów żywych. W środowisku naturalnym oraz w wielu procesach technologicznych mamy do czynienia ze skomplikowanymi układami gdzie występują obok siebie tlenki typu Al2O3-SiO2 oraz jony metali ciężkich. Przeprowadzono badania adsorpcji jonów niklu, kadmu i ołowiu dla różnych stężeń początkowych, w funkcji pH dla układów AS1, AS3, AS8/roztwór NaCl. Kształt krzywych adsorpcji w funkcji pH ma postać krawędzi adsorpcji. Wzrost stężenia początkowego jonów metali ciężkich, powoduje przesunięcie krawędzi w kierunku zasadowym skali pH. Wyznaczono charakterystyczne parametry krawędzi adsorpcji tj. pH50% i apH10-90%, w oparciu o zależność adsorpcji od pH stosując model TLM, obliczono równieS stałe reakcji adsorpcji jonów Ni(II), Cd(II), Pb(II) metodą optymalizacji numerycznej. Zależność gęstości ładunku powierzchniowego od pH w obecności jonów metali ciężkich, jest w dobrej korelacji z zależnością adsorpcji jonów Ni(II), Cd(II), Pb(II) od pH. Adsorpcja badanych jonów na powierzchni AS1, AS3, AS8 prowadzi do wzrostu stężenia grup ujemnie naładowanych.

Słowa kluczowe

EN

cation specific adsorption; heavy metals; Cd(II); Ni(II); Pb(II); electrical double layer; Al2O3-SiO2; zeta potential

PL

adsorpcja kationów; metale ciężkie; Cd(II); Ni(II); Pb(II); podwójna warstwa elektryczna; Al2O3-SiO2; potencjał dzeta

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 42
• Strony: 153--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Skwarek E.

autor

Matysek-Nawrocka M.

autor

Janusz W.

autor

Zarko V. I.

autor

Gun'ko V. M.

• The Department of Radiochemistry and Colloid Chemistry, Maria Curie Skłodowska University, M.C. Skłodowskiej Square 3, 20-031 Lublin, Poland,

Bibliografia

• ALLOWAY B.J., Heavy Metals in soils, Blackie Acad. &Professional, London, (1995).
• BAILEY S. E., OLIN T. J., BRICKA R. M. ADRIAN D.D., (1999) A Review of Potentially LowCost Sorbents for Heavy Metals, Wat. Res. Vol. 33, No. 11, pp. 2469-2479.
• GUN’KO V.M., ZARKO V.I., LEBODA R., MARCINIAK M., JANUSZ W., CHIBOWSKI S., (2000), Highly dispersed X/SiO2 and C/X/SiO2 (X=Alumina, Titania, Alumina/Titania) in the Gas and Liquid media, J. Colloid Interface Sci. 230, 396-409.
• HAYES K.F., KATZ L.E, (1996) in: Physics and Chemistry of Mineral Surfaces, Ed. P.V. Brady, CRC Press, New York, pp 147-224.
• JAMES R.O., PARKS G.A., (1982) Characterization of Aqueous Colloids by Their Electrical Double-Layer and Intrinsic Surface Chemical Properties, in: Surface and Colloid Sci., vol. 12, 229.Wiley Interscience, New York.
• JANUSZ W., SKWAREK E., ZARKO V.I., GUN’KO (2007) V.M. Structure of electrical double layer at the Al2O3SiO2/electrolyte solution interfaces Physicochemical Problems of Mineral Processing 41, 2151-225.
• KARVELAS M., KATSOYIANNIS A., SAMARA C., (2003) Occurrence and fate of heavy metals in the wastewater treatment process Chemosphere 53, 1201–1210.
• ROBERTSON A.P., LECKIE J.O., (1997) Cation binding predictions of surface complexation models: effects of pH, ionic strength, cation loading, surface complex and model Fit, J. Colloid Interface Sci. 188 444.
• SCHINDLER P.W., FÜRST B., DICK R., WOLF P.U., (1976) Ligand properties of silanol groups J. Colloid Interface Sci. 55-469.
• SPOSITO G., The Surface Chemistry of Soils, Oxford University Press, New York, (1984).
• WIESE G.R., JAMES R.O., YATES D.E., HEALY T.W., (1976), Electrochemistry of the colloid – water interface, in: Electrochemistry of Colloid – Water Interface, Int. Review Sci. Phys. Chem., Series 2, London, Butterworths, 6, 53-87.