Композиционный гуминокремнеземный сорбент

 

Использование: получение сорбентов. Сущность изобретения: композиционный гуминокремнеземный сорбент на основе гуминовых кислот, химически связанных с кремнеземной матрицей путем соконденсации. Массовое соотношение кремнезема и гуминовых кислот от 1 : 1 до 1,1 : 1. Сорбционная емкость по ионам тяжелых металлов (Cd²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Cr³⁺, Ca²⁺, Mn²⁺), от 2,6 до 4,4 ммоль/г.

Изобретением является композиционный сорбент, состоящий из кремнеземной матрицы, связанной путем соконденсации с гуминовыми кислотами, извлеченными из природного сырья.

Известен способ получения гуминосодержащего сорбента, включающий адсорбционное взаимодействие гуминовой кислоты с летучей золой (основу которой составляет SiO₂, как в кислых, так и в щелочных средах. Так как гуминовая кислота имеет анионный характер, а летучая зола - катионный, то совместное их применение способствует удалению многих загрязняющих веществ. Однако взаимодействие гуминовой кислоты и летучей золы уменьшает эффект их воздействия, поскольку гуминовая кислота частично растворяет летучую золу и вызывает ее некоторую дезактивацию, так как при адсорбции задействуется часть активных групп гуминовой кислоты, которая является в данном сорбенте основным носителем функциональных групп.

Целью изобретения является создание эффективного, универсального, доступного и недорогого сорбента, стабильного в эксплуатации.

Данная цель достигается использованием вместо летучей золы силиката натрия, что дает возможность формирования композиционного сорбента путем химического связывания кремнезема с гуминовыми кислотами.

Процесс получения сорбента включает следующие стадии: 1. Обработка навески торфа водным раствором полуторократного (по массе) количества силиката натрия (концентрация раствора составляет 2%).

2. Фильтрование полученного раствора.

3. Формирование гидрогеля путем подкисления маточного раствора серной кислотой до нейтральной реакции.

4. Созревание гидрогеля в маточном растворе в течение суток.

5. Отделение гидрогеля от маточного раствора.

6. Промывание гидрогеля пятикратным объемом дистиллированной воды.

7. Высушивание геля на фильтре до воздушно-сухого состояния.

8. Прокаливание сорбента в сушильном шкафу при 60^oC в течение часа.

Сорбент состоит из кремнеземной матрицы и иммобилизированных гуминовых кислот. Массовое соотношение кремнезема и гуминовых кислот - от 1:1 до 1,1: 1.

Полученный композиционный гуминокремнеземный сорбент превосходит прототип как по сорбционной емкости и универсальности действия по отношению ко многим ионам тяжелых металлов, а также к органическим примесям и, в первую очередь, к примесям ароматической природы, так и по доступности и дешевизне веществ, используемых для его получения: жидкое стекло и гуминовое сырье (торф, уголь, сапропель). Например, сорбционная емкость по Cd²⁺ доходит до 2,8; по Fe³⁺- до 2,9; по Ni²⁺- до 4,4; по Cu²⁺ - до 2,6; по Cr³⁺ -до 3,9; по Ca²⁺- до 3,9; по Mn²⁺ -до 3,0 ммоль/г.

Формула изобретения

Композиционный гуминокремнеземный сорбент как материал, состоящий из кремнеземной матрицы и гуминовых кислот, отличающийся тем, что для формирования однородного композиционного сорбента с воспроизводимыми сорбционными характеристиками используется гуминовое сырье, основной компонент которого - гуминовые кислоты - химически связан с кремнеземной матрицей путем соконденсации.