ЛАБОРАТОРИЯ НА МЕТАЛНИТЕ АДОРБАНТИ НА БАЗА НА ФУНКЦИОНАЛИЗИРАНИ ПОРОЗНИ АЛУМИНОСИЛИКАТНИ МАТЕРИАЛИ

ПОПУЛЯРНА И ДЕМОКРАТИЧНА РЕПУБЛИКА АЛЖИР МИНИСТЕРСТВО НА ВИСШЕТО ОБРАЗОВАНИЕ И НАУЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ МЕНТУРИ-КОНСТАНТИНСКИ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛТЕТ НА ТОЧНИ НАУКИ КАФЕДРА ХИМИЯ N от порядъка: Серия: ТЕЗА ПРИСЪСТВЯВА МЕТАБИЛЕН ЦЕНТЪР МЕСТА ЗА ФУНКЦИОНАЛИЗИРАНИТЕ ПОРОЗНИ АЛУМИНОСИЛИКАТНИ МАТЕРИАЛИ И ПРИЛОЖЕНИЕТО КЪМ ПОТИБИЛИЗАЦИЯТА НА ВОДАТА Пред журито: От Smail TERCHI Председател: A. MENNOUR, професор Университет на братята MentouriBI Константинови братя Mentouri Константин Изпитател: A. MERROUCHE Изпитващ: L. TELLI, професор Университет на M Sila Изпитващ: M. CHIKHI, преподавател (A) Университет на Константин. ПОДКРЕПЕН, 13.07.2017

функционализирани

Посвещавам тази работа: На моите родители На жена ми и моето внуче; Oubey На цялото ми семейство и на всички мои приятели

Съдържание Списък на фигурите Списък на таблици Общо въведение 1 Глава (I): Изследване на литературата I.1 Основни видове адсорбиращи материали 4 I.1.1. Активен въглен 4 I.1.2. Йонообменни смоли 5 I.1.3 Оксиди 6 I.1.4. Алумосиликатите 8 I.1.4.1. Глини 8 I.1.4.2. Произход и приложения на глини 10 I.1.4.3. Класификация на глини 10 I.1.4.3.1. Глина 1: 1 11 I.1.4.3.1.a. Каолинит 11 I.1.4.3.1.б. Halloysite 11 I.1.4.3.2. Глина 2: 1 11 I.1.4.3.2.a. Вермикулитова група 11 I.1.4.3.2.б. Смекта група 13 I.1.4.3.2.c. Хлоритна група 14 I.1.4.3.2.d. Талкова група 14 I.1.4.4. Катионообменен капацитет (CEC) 15 I.1.4.2. Зеолити 16 I.2.Подготовка и/или модификация на адсорбиращи материали (сонохимия, присаждане, интеркалация,) I.2.1. Препарати и/или модификации на оксиди (силициев диоксид и алуминиев оксид) 16 I.2.2. Подготовка и/или модификация на алумосиликати 22 I.2.2.1. Приготвяне на алумосиликатите 22 I.2.2.2. Модификация на алумосилиции (глини) 23 I.2.2.2.1. Термично ексфолиране на вермикулит 24 I.2.2.2.2. Химическо ексфолиране на вермикулит 24 I V 16

I.2.2.2.3. Минимизиране размера на частиците на вермикулит 25 I.2.2.2.4. Присаждане на вермикулит 28 I.2.2.2.5. Обработка на вермикулит в кисела среда 29 I.2.2.2.6. Модификации на талк 30 I.2.3. Подготовка на наночастиците 31 I.3. Теоретичен преглед на адсорбционния феномен 33 I.3.1. Определение на адсорбционния феномен 33 I.3.2. Видове адсорбции 33 I.3.2.1. Физическа адсорбция (физисорбция) 33 I.3.2.2. Химична адсорбция (хемосорбция) 33 I.3.3. Капацитет на адсорбция 34 I.3.4. Изотерми на адсорбция 34 I.3.5. Класификация на адсорбционните изотерми 35 I.3.5.1. Изотермичен клас C 35 I.3.5.2. Клас L 35 изотермичен I.3.5.3. Изотермичен клас H 35 I.3.5.4. Изотермичен клас S 35 I.3.6. Моделиране на адсорбционни изотерми 36 I.3.6.1. Модел на Лангмюр 36 I.3.6.2. Модел на Фройндлих 37 I.3.6.3. Модел на Лангмюр-Фройндлих 37 I.3.6.4. Модел на Elovitch 37 I.3.6.5. Дубинин и Радушкевич модел 38 I.3.7. Термодинамична характеристика на адсорбцията 38 I.3.7.1. Моделиране за оценка на ΔH, ΔS и ΔG на адсорбцията 39 I.3.8. Фактори, влияещи върху адсорбционното равновесие 40 I.3.8.1. Специфична повърхност 40 I.3.8.2. Порьозност 40 I.3.8.3. Същност на адсорбата 41 I.3.8.4. Ph фактор 41 I.3.8.5. Температурен фактор 42 I.3.9. Адсорбция на границата оксид/течност 42 I.3.9.1. Повърхност на оксидите 42

III.2.1. Адсорбция на манган върху несмлян (суров) вермикулит 101 III.2.1.1. Кинетика на адсорбция на манган върху несмлян вермикулит при 25 ° С III.2.1.2. Моделиране (Кинетичен ред на адсорбция) 103 III-2.1.2.a. Модел на псевдо първи ред 103 III.2.1.2.б. Модел на псевдо-втори ред 104 III.2.1.2.c. Модел на вътрешночленна дифузия 105 III.2.1.2.e Сравнение на кинетичните модели 108 III.2.1.2.e. Сравнение на кинетичните модели 108 III.2.1.3. Механизъм на адсорбция на йони Mn 2+ върху несмлян вермикулит (адсорбция по краищата на листите спрямо катионен обмен) при 25 o C III.2.2. Адсорбция на Mn 2+ върху натрошен вермикулит 119 III.2.3. Влияние на температурата върху адсорбцията на манган върху натрошен вермикулит III.2.4. Ефект от намаляването на размера на частиците върху отстраняването на манган III.2.5. Моделиране на формата на вермикулитовите частици, потвърждаваща адсорбцията на манган по краищата на листа III.3. Заключение 128 Общо заключение 131 Библиографски справки 134 Резюме 150 101 108 120 122 126

Глава (I) Изследване на литературата за изследваната адсорбция са: началната концентрация, ph на разтвора и температурният ефект. Изследвано е влиянието на ph, оптималният или максималният ph (90%) на адсорбцията е 4. Отбелязваме, че при ph Ni> Zn> Cd> Cu> Pb. Те също така посочиха, че адсорбцията на метални йони върху вермикулит намалява с намаляващ ph и увеличаване на йонната сила. (Da Fonseca et al, 2006) обсъжда използването на вермикулит за отстраняване на манган във воден разтвор (предшественикът е манганов нитрат Mn (NO 3) 2) и получава максимална адсорбционна способност от 33 mg. G -1 при ph по-голяма от 6.4. Изотермите на адсорбцията са моделирани по тип Langmuir. Това проучване потвърждава, че адсорбционният механизъм е катионен обмен при ph по-малък от 9. Но не се измерва концентрацията на освободените сменяеми катиони. 54

Глава (II) Материали и методи Фигура II.2. Гранична крива на бяло (0,1 М NaCl), V eb1 бяло = 2,3 ml и V eb2 бяло = 5,5 ml. II.1.6. ph на суспензии на вермикулит - разтворител ph на вермикулит - разтворител (H 2 O 2 или H 2 O 2) беше измерен с помощта на ph метър (NF ISO, 10390, 2005) преди и след ултразвуково облъчване. Измерването на рН се извършва след суспендиране на глината във вода или водороден прекис в съотношение 1/5 (V/V). II.2. Методи за определяне на йони във вода II.2.1. Определяне на манганови йони (Mn 2+ -) и нитрати (NO 3) Мангановите и нитратните йони са определени с UV-видим спектрофотометър с непряк метод, това е метод за анализ, широко използван в количествения анализ. Спектралният домейн UV-Vis е домейн, разделен на три диапазона на дължината на вълната, наречени: - близо до UV (185-400 nm), - Видим (400-700 nm), - много близо до инфрачервения спектър (700-1100 nm). Повечето спектрометри варират от 185 до 900 nm. 62

Глава (II) Материали и методи II.3.1.1.3.Химичният състав на CMMP вермикулит Вермикулитът се характеризира с рентгенова флуоресценция, която осигурява масовото съдържание на всеки метален елемент, съставляващ материала, съгласно таблица II.1. Таблица II.1. Резултати от анализ на рентгенов флуоресцентен анализ на суров вермикулит. Съдържание на елемента (% от масата) Si 19,326 Mg 14,323 Al 6,064 Fe 4,121 Ca 1,321 K 6,018 Ti 1,051 Na 0,619 Cr 0,226 Mn 0,049 Ni 0,079 Cu 0,002 Zn 0,009 Ga 0,003 Rb 0,039 Sr 0,023 Ba 0,238 Общата формула на вермикулит е (Si 4 -x Al x) (Mg 3-y Fe 3+ y) o 10 (OH) 2 EC xy, (EC = сменяеми катиони). След изчисленията имаме: Si (%) (4 x). M (Si) Al (%) Mg (%) x. М (Al) (3 години). M (Mg) Fe (%) y. M (Fe) където M (Si) = 28 g.mol -1, M (Al) = 27 g.mol -1, M (Mg) = 24 g.mol -1, M (Fe) = 56 g.mol - 1. Откриваме: x = 1, y = 0,32, използваната формула на вермикулит е: (Si 3 Al 1) (Mg 2,62 Fe 0,32 Ti 0,06) O 10 (OH) 2 K 0,45 Ca 0, 08. Катионообменният му капацитет, изчислен по формулата му, е 1,486 meq/g. Всички проби са обработени с ултразвук в същия реактор (цилиндричен). 65