Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Industrial Wastes as Potentional Sorbents of Heavy Metals

Blahova L., Mucha M., Navratilova Z., Budzyń S., Tora B.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 19, nr 1

61--66

EN

Industrial wastes can be used as sorbents of heavy metals. Nowadays, the wastes materials are studied as sorbents and the sorption capacities and other properties are comparable or better than in the case of natural or specially prepared sorbents. Blast furnace slag, steel making slag, laboratory and industrial pyrolysis product from tires and coke dust were selected as potential sorbents of heavy metals. The characterization of materials was performed by infrared spectroscopy and kinetic models of sorption were determined. Laboratory and industrial pyrolyzed tires and coke dust contain mainly pure carbon without other functional groups on the contrary to brown coal containing hydroxyl and carboxyl functional groups, which affected sorption properties. Slags contain mainly silicates. The sorption capacities of waste materials were compared with brown coal as example of natural sorbents. The sorption experiments were carried out by batch technique in aqueous medium at ambient condition. The metal ions Cu(II) and Pb(II) were selected as adsorbates. Sorption of metal ions was studied in the concentration range 2–40 mmol • l-1. The sorption capacities show that blast furnace slag, laboratory and industrial pyrolysis product from tires and coke dust exhibit the comparable values of removal amounts. The brown coal exhibits better results than other carbonaceous materials. Steel making slag’s sorption capacities are 0.65 mmol • g-1 for Cu(II) and 0.32 mmol • g-1 for Pb(II). The steel making slag is the best sorbent from the studied wastes for both cations. The sorption properties and mechanism can be predicted from the obtained sorption data.

PL

Odpady przemysłowe mogą być stosowane jako sorbenty metali ciężkich. Obecnie materiały odpadowe są badane jako sorbenty, a pojemność sorpcyjna i inne właściwości są porównywalne lub lepsze niż w przypadku naturalnych lub specjalnie przygotowanych sorbentów. Żużel wielkopiecowy, żużel stalowniczy, produkt pirolizy z opon uzyskany w warunkach laboratoryjnych i przemysło¬wych oraz pył koksowy zostały wybrane jako potencjalne sorbenty metali ciężkich. Charakterystykę materiałów zbadano metodą spektroskopii w podczerwieni i wyznaczono kinetyczne modele sorpcji. Laboratoryjne i przemysłowe karbonizaty z opon i pyły kokosowe zawierają głównie czysty węgiel bez innych grup funkcyjnych w przeciwieństwie do węgla brunatnego zawierającego grupy funkcyjne hydroksylowe i karboksylowe, które wpływają na właściwości sorpcyjne. Żużle zawierają głównie krzemiany. Pojemność sorpcyjną materiałów odpadowych porównano z węglem brunatnym jako przykładem naturalnych sorbentów. Eksperymenty sorpcyjne przeprowadzono metodą okresową w środowisku wodnym w warunkach otoczenia. Jony metali Cu (II) i Pb (II) wybrano jako adsorbaty. Sorpcję jonów metali badano w zakresie stężeń 2-40 mmol /g. Pojemność sorpcyjna wskazuje, że żużel wielkopiecowy, produkt pirolizy laboratoryjnej i przemysłowej opon i pyłu koksowego wykazuje porównywalne wartości wielkości sorpcji. Węgiel brunatny wykazuje lepsze wyniki niż inne materiały węglowe. Zdolność sorpcyjna żużla z produkcji stali wynosi 0,65 mmol /g dla Cu (II) i 0,32 mmol /g dla Pb (II). Żużel stalowniczy jest najlepszym sorbentem z badanych odpadów dla obu kationów. Właściwości sorpcyjne i mechanizm można przewidzieć na podstawie uzyskanych izoterm sorpcji.

2

Involvement of hybrid materials based on natural clay and poly(vinyl chloride) into extraction of metal cations

Chrayet B., Ammari F., Meganem F.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 3

187--192

EN

The solid-liquid extraction is one of the most used methods for protection of the environment against organic and inorganic pollutants. The hybrid materials have been synthesized by a simple method from natural clay and modified poly(vinyl chloride) (PVC). The obtained products were characterized by various techniques, infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), and differential thermal analysis (DTA). The final materials were successfully used for entrapping heavy metal ions (Fe, Cu, Cd, Zn, Pb, Mn, and Co). The quantities of adsorbed metal cations were determined by atomic absorption analysis. It has been revealed that the metals extraction was governed essentially by the affinity between the functional groups of the hybrid material and the investigated metal ion. The cations are extracted in the following decreasing order of effectiveness: Fe3+ > Cu2+ > Co2+ ≈ Mn2+ > Pb2+ > Cd2+ ≈ Zn2+.

PL

Proces ekstrakcji w układzie ciało stałe-ciecz jest najczęściej stosowany w celu ochrony środowiska przed działaniem szkodliwych, organicznych i nieorganicznych zanieczyszczeń. Materiały hybrydowe zsyntetyzowano w prosty sposób z modyfikowanego poli(chlorku winylu) i naturalnej, tunezyjskiej glinki. Otrzymane materiały badano różnymi metodami: spektroskopii w podczerwieni (FT-IR), analizy termograwimetrycznej (TGA) oraz różnicowej analizy termicznej (DTA). Oceniano przydatność otrzymanych materiałów hybrydowych w procesach ekstrakcji kationów metali ciężkich: Fe, Cu, Cd, Zn, Pb, Mn i Co w układzie ciało stałe-ciecz. Ilości zaadsorbowanych kationów oceniano metodą absorpcji atomowej. Wykazano, że ekstrakcja metali jest możliwa dzięki powinowactwu grup funkcyjnych kompozytów hybrydowych z jonami metali. Za pomocą wytworzonych materiałów hybrydowych ekstrahowano badane jony w stopniu określonym następującą kolejnością: Fe3+ > Cu2+ > Co2+ ≈ Mn2+ > Pb2+ > Cd2+ ≈ Zn2+.

3

Alkali-Activation of Blast Furnace Slag as Possible Modification for Improving Sorption Properties of Heavy Metals

Blahova L., Navratilova Z., Mucha M., Gorosova S.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

59--64

EN

New direction of research uses the alkali-activated slags as sorbents for removing metals cations from the solution. Slag materials modified by alkali-activation were prepared by interaction of blast furnace slag (BFS Basic) with water glass. The prepared alkali-activated slags were dried under different conditions to form new structure in slag. The slag dried at room temperature for 7 days (AA BFS) and in a dryer at 105°C for 8 hours (AA BFS 105) were prepared and characterized with the aim to study their sorption properties. Characterization of the prepared slags by means of infrared spectrometry (with diffuse reflectance method) demonstrates that the alkaline activation forms a new structure. The new structures are products of hydration processes and structural changes after contact with water glass. Changes are significant in the comparison with original blast furnace slag. The influence of this new structure on the sorption properties was studied for the copper Cu(II) and lead Pb(II) cations. The sorption experiments were performed by batch method in the aqueous solutions without pH treatment for the concentration range 2–140 mmol/L. The maximum removal amounts of Cu(II) on the alkali-activated slags were almost three times higher and the maximum removal amounts of Pb(II) were at least twice higher in comparison to the BFS Basic. Removal efficiency achieved almost 100% to initial concentration 20 mmol/L for Cu(II) and Pb(II). The removal efficiency for both cations decreases with increasing concentration of metals cations. The removal efficiency is higher for both alkali-activated blast furnace slags in the comparison with BFS Basic. A mechanism of the metal cations removing is influenced by self-alkalization and the removing is mainly due to precipitation and complexation of copper and lead cations on the surface of slags. The alkaline activated slags can be possibly used for remediation of wastewater containing metals ions.

PL

Nowy kierunek badań obejmuje wykorzystanie aktywowanych alkalicznie żużli jako sorbentów do usuwania kationów metali z roztworów. Żużle modyfikowane alkalicznie przygotowano w reakcji żużla wielkopiecowego (BFS Basic) ze szkłem wodnym. Przygotowane żużle aktywowane alkalicznie wysuszono w różnych warunkach, tworząc nową strukturę w żużlu. Żużel wysuszono w temperaturze pokojowej przez 7 dni (AA BFS) i suszarce w temperaturze 105°C przez 8 godzin (AA BFS 105), w celu zbadania ich właściwości sorpcyjnych. Charakterystyka przygotowanych żużli za pomocą spektrometrii w podczerwieni (metodą rozproszonego odbicia) wykazuje, że aktywacja alkaliczna tworzy nową strukturę. Nowe struktury są produktami procesów hydratacji i zmianami strukturalnymi po kontakcie ze szkłem wodnym. Zmiany są znaczące w porównaniu z żużlem wielkopiecowym. Wpływ nowej struktury na właściwości sorpcyjne zbadano dla kationów miedzi Cu (II) i ołowiu Pb (II). Eksperymenty sorpcyjne przeprowadzono metodą wsadową w wodnych roztworach bez obróbki pH w zakresie stężenia 2–140 mmol/l. Maksymalna redukcja Cu (II) w żużlach aktywowanych alkaliami była prawie trzy razy wyższa, a maksymalny stopień redukcji Pb (II) był co najmniej dwa razy wyższy w porównaniu do BFS Basic. Wydajność redukcji osiągnęła prawie 100% w stosunku do początkowego stężenia 20 mmol/l dla Cu (II) i Pb (II). Skuteczność redukcji kationów maleje wraz ze wzrostem stężenia kationów. Skuteczność redukcji jest większa w przypadku żużli wielkopiecowych w porównaniu z BFS Basic. Mechanizm usuwania kationów metali wpływa na samoalkalizację, a redukcja jest głównie spowodowana wytrącaniem się kationów miedzi i ołowiu na powierzchni żużla. Żużle alkaliczne mogą być używane do oczyszczania ścieków zawierających jony metali.

4

Sorption Properties of Slags

Blahova L., Mucha M., Navratilova Z., Gorosova S.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

89--94

EN

The aim of this work was to find if slags could be multifunction sorbents. Investigated slags were blast-furnace slag and steel making slag. The contribution is aimed at characterization of slags and their sorption properties. The characterization of slags were performed by X-ray fluorescence spectroscopy and infrared spectroscopy. It was found by infrared analysis that blast furnace slag contains mainly silicates and a small amount of carbonates. Steel making slag has lower content of silicate minerals and a higher amount of carbonates. The characterized samples of the blast furnace and steel making slags were tested as possible sorbents. The sorption experiments were carried out by batch method in aqueous medium. The selected metal cations (Cu(II) and Zn(II)) and anions (CrO4-2) were used as adsorbates. The sorption experiments were performed with standards of slags to find the best ratio for sorption of metals cations and chromates. The best ratio for sorption metals cations was 1:200 (solid:liquid) for both slags. The best ratio for sorption of chromates was 1:100 for steel making slag and 1:200 for blast-furnace slag. It was found that metal cations removing is influenced by alkalization property of slags. Maximum adsorbent amount of cooper is 0.23 mmol/g on the blast-furnace slag and 0.38 mmol/g on the steel making slag. Maximum adsorbent amount of zinc is 0.17 mmol/g on the blast-furnace slag and 0.35 mmol/g on the steel making slag. The maximum adsorbed amount of chromates for the blast-furnace slag is 15 µmol/g and for steel making slag is 89 µmol/g. The mechanism of the metal cations removing is supposed to be an adsorption combined with precipitation indicated by a high pH after sorption experiments. Slags can be possibly used for remediation of wastewater containing metal ions.

PL

Celem pracy było sprawdzenie czy żużle mogą być wielofunkcyjnymi sorbentami. Badaniu poddano żużel wielkopiecowy oraz żużel stalowniczy. W pracy skupiono się na przygotowaniu charakterystyki żużli i ich właściwości sorpcyjnych. Przeprowadzono badania spektroskopem fluorescencji rentgenowskiej oraz spektroskopem w podczerwieni. Dzięki analizie w podczerwieni odkryto, że żużel wielkopiecowy zawiera głównie krzemiany i niewielkie ilości węglanów. Żużel stalowniczy zawiera niższą wartość krzemianów i wyższą węglanów. Opisane próbki żużli wielkopiecowych i stalowniczych zostały sprawdzone jako potencjalne sorbenty. Testy sorpcji zostały przeprowadzone metodą partii w środowisku wodnym. Wybrane kationy metali (Cu(II) oraz Zn(II) oraz aniony (CrO4-2) zostały użyte w charakterze adsorbatów. Badania sorpcji zostały przeprowadzone z zachowaniem standardów, aby znaleźć najlepszą proporcję kationów metali do chromianów dla przeprowadzenia sorpcji. Najlepszy stosunek dla sorpcji kationów metalu wyniósł 1:200 (faza stała: ciecz ) w obydwu rodzajach żużla. Najlepszy współczynnik dla sorpcji chromianów wyniósł 1:100 dla żużla stalowniczego oraz 1:200 dla żużla wielkopiecowego. Odkryto, że na eliminację kationów metalu mają wpływ właściwości alkalizujące żużli. Najwyższa wartość adsorpcji miedzi wynosi 0,23 mmola/g w przypadku żużla wielkopiecowego i 0,38 mmola/g w żużlu stalowniczym. Najwyższa wartość adsorpcji cynku wynosi 0,17 mmola/g przy żużlu wielkopiecowym i 0,35 mmola/g przy żużlu stalowniczym. Maksymalna wartość adsorpcji chromianów dla żużla wielkopiecowego wyniosła 15 µmola/g, a przy stalowniczym 89 µmola/g. Mechanizm usuwania kationów metalu powinien być połączeniem adsorpcji ze strącaniem przy wysokim pH. Wykazano, że można stosować żużle do oczyszczania wód ściekowych zawierających jony metali.

5

Wpływ rodzaju kationu metalu i pochodnych imidazolowych na czas życia kompozycji epoksydowych oraz wytrzymałość połączeń klejowych na ścinanie

Pilawka R., Mąka H.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 1

100-105

PL

Przedstawiono wyniki prac związanych z możliwością zastosowania kompleksów kationów metali i pochodnych imidazolu jako środków sieciujących o charakterze utajonym, służących do utwardzania żywic epoksydowych. Otrzymano utwardzacze utajone na bazie kompleksów imidazolu i kationów metali przy stosunku molowym 4:1. Badano czas życia kompozycji, proces sieciowania metodą mikrokalorymetrii skaningowej DSC, spektrofotometrii w podczerwieni FTIR oraz reometrii przy użyciu aparatu ARES. Dodatkowo wyznaczono wytrzymałość na ścinanie łączeń klejowych uzyskanych po wymieszaniu składników oraz po 1 i 3 miesiącach przechowywania samej kompozycji klejowej. Użycie badanych kompleksów jako środków sieciujących spowodowało wydłużenie czasu życia kompozycji do 2 tygodni w przypadku kompleksów 1-butyloimidazolu oraz do trzech miesięcy w przypadku zastosowania kompleksów 2-etyloimidazolu.

EN

Six latent curing agents were prepd. by complexing Cu(II), Ni(II) and Co(II) ions with imidazole (I) derivatives (1:4 mole ratio) in aq. soln. for 30 min. Pot life times were measured by viscosity changes (ARES rheometer) and FTIR spectra during storage. The agents were then used for curing a com. epoxy resin in adhesive joints (Al plates) at 140°C for 4 h. The joints were studied for shear strength during storage. Use of the complexes resulted in extension of the pot life time of the epoxy compn. up to 1 month for 1-Bu-I complexes or up to 3 months for 2-Et-I complexes.

6

Comments on Changes in Metal Ion Toxicity Accompanying the Variation in pH of Soil

Jaworska M., Gleń K., Znój K., Sepioł J., Tomasik P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2002

|

Vol. 9, nr 4

339-344

EN

Many of toxicity data for metal ions are related to cations. It is neglected that at certain pH such metal cations after ligation may enter complex metal anions. Their net toxicity as well as mechanism of their action on various organisms could be entirely different. In this paper comparative studies are presented on the toxicity of AI, Fe(II), Fe(III), Hg(II), and Zn salts in which the metal atoms have either cationic form or they reside as the central atoms of complex anions. Toxicity is studied in respect to entomopathogenic Steinernema carpocapsae nematodes. It was found that complex anions of the metals under study might be more toxic than their cations.

PL

Większość danych o toksyczności jonów metali dotyczy ich postaci kationowej. Tymczasem, niejednokrotnie spotyka się jony metali stanowiące atom centralny kompleksowego. Na przykład, sole niektórych metali hydrolizują w środowisku, wytwarzając amfoteryczny wodorotlenek, który w sprzyjającym środowisku, zachowując się wobec zasady jak kwas i tworzy sole z kompleksowymi anionami. W niniejszej publikacji zbadano toksyczność jonów kompleksowych Al, Cd, Fe(II), Fe(lII), Hg(II), Pb(II) oraz Zn względem owadobójczych nicieni Steinernema carpocapsae. Okazało się, że takie jony kompleksowe są na ogół bardziej toksyczne niż kationy danych metali.