У процесах синтезу барвників і технологіях із їх використанням утворюються значні кількості стічних вод, які є токсичними по відношенню до живих організмів, що робить очищення промислових стоків від органічних забарвлюючих речовин актуальною проблемою сьогодення. Метою роботи було дослідити перспективи використання природного клиноптилоліту Сокирницького родовища та його активованих форм у процесах очищення стоків від прямих барвників. Активація природного клиноптилоліту здійснювалась обробкою 5 % водними розчинами H2SO4 і HCl та нагріванням впродовж двох годин за температури 300°С. Вплив умов активації на структурно-адсорбційні характеристики клиноптилоліту встановлювався методом комплексного термічного аналізу. Адсорбція барвника прямого фіолетового природним та активованим клиноптилолітом досліджувалася спектрофотометричним методом за рН 7 за довжини світлової хвилі 550 нм, якій відповідало максимальне значення коефіцієнта світлопоглинання. За результатами термічного аналізу активовані зразки клиноптилоліту відзначалися більш розвиненою питомою поверхнею та наявністю більшої кількості гідроксильних груп, які здатні служити адсорбційно-активними центрами поверхні. Результати адсорбції барвника прямого фіолетового підпорядковувались мономолекулярній теорії Ленгмюра, що свідчило про енергетичну однорідність адсорбційних центрів. Шляхом лінеаризації рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра знаходили адсорбційні характеристики природного й активованого 5 % водним розчином HCl клиноптилоліту відносно барвника прямого фіолетового. Активований клиноптилоліт відзначався підвищеною сорбційною ємністю (9,53 ммоль/кг) у порівнянні з природним клиноптилолітом (2,28 ммоль/кг). Покращення адсорбційних характеристик активованого клиноптилоліту пояснювали його частковим деалюмінуванням, появою в структурі мезо- та макропор, здатних утримувати молекули барвника. Застосування в процесах активації 30 % водного розчину H2SO4 та нагрівання до температур вищих 400°С викликало деградацію мінералу, що підтверджувалось електронними зображеннями його поверхні. Практична цінність дослідження полягає в рекомендації застосовувати активований клиноптилоліт у процесах очищення стічних вод від органічних забруднень
Отримано 14.07.2023
Доопрацьовано 24.10.2023
Прийнято 01.12.2023
[1] Ahmad, N., Arsyad, F.S., Royani, I., & Lesbani, A. (2023). Charcoal activated as template Mg/Al layered double hydroxide for selective adsorption of direct yellow on anionic dyes. Results in Chemistry, 5, article number 100766. doi: 10.1016/j.rechem.2023.100766.
[2] Álvarez-Ayuso, E., & García-Sánchez, A. (2003). Removal of heavy metals from waste waters by natural and Na-exchanged bentonites. Clays and Clay Minerals, 51, 475-480. doi: 10.1346/CCMN.2003.0510501.
[3] Andal, N.M., & Thangamani, K.S. (2016). Removal of direct dye using activated carbon prepared from Prosopis juliflora bark: Isothermal, thermodynamic and kinetic studies. Chemical Science Review and Letters, 5(20), 182-191.
[4] Chasova, E., & Demchyshyna, O. (2019). Аdsorption as one of the methods of extraction of synthetic surfactants from water solutions of various nature. Young Scientist, 10(74), 27-29. doi: 10.32839/2304-5809/2019-10-74-6.
[5] Chen, X., & Srubar, W.V. (2020). Sulfuric acid improves the reactivity of zeolites via dealumination. Construction and Building Materials, 264, article number 120648. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120648.
[6] Ebrahimi, R., Maleki, A., Shahmoradi, B., Rezaee, R., Daraei, H., Safari, M., Zandsalimi, Y., Bahmani, P., & Harkaranahalli Puttaiah, S. (2018). Organic dye removal from aqueous media by using acid modified clinoptilolite. Journal of Advances in Environmental Health Research, 6(2), 118-127. doi: 10.22102/jaehr.2018.132980.1080.
[7] Fediv, I., Stepova, K., & Konanets, R. (2022). Effect of different modification methods on the sorption properties of clinoptilolite. Bulletin of Lviv State University of Life Safety, 26, 14-19. doі: 10.32447/20784643.26.2022.02.
[8] Ivanchenko, A., Sokol, O., Yelantsev, D., Lyapka, K., & Revak, O. (2021). Application of acid-activated zeolite in dyes wastewater purification technologies. Technical Sciences and Technologies, 4(26), 106-112. doi: 10.25140/2411-5363-2021-4(26)-106-112.
[9] Ivanenko, O.I., Nosachova, Yu.V., & Krysenko, T.V. (2020). Comprehensive use of natural clinoptilolite in environmental protection technologies. Bulletin of NTUU “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Series “Chemical Engineering, Ecology and Resource Saving”, 4, 66-82. doi: 10.20535/2617-9741.4.2020.219786.
[10] Kochubei, V., Yaremchuk, Y., Malovanyy, M., Yaholnyk, S., & Lutek, W. (2022). Studies of adsorption capacity of montmorillonite-enriched clay from the Khmelnytskyi Region. Key Engineering Materials, 925, 143-149. doi: 10.4028/p-i713sy.
[11] Koval, M.G. (2022). Planning and organization of experimental studies of the cyclical use of resources in the technology of dyeing textile materials (via example of dye dispersed dark blue Z). Scientific Notes of TNU Named After V.I. Vernadsky. Series: Technical Sciences, 33(72), 6, 203-209. doі: 10.32782/2663-5941/2022.6/32.
[12] Madani, M. (2021). Destruction of dyes in wastes of textile products. Technogenic and Ecological Safety, 10(2), 58-63. doi: 10.52363/2522-1892.2021.2.9.
[13] Mahmoudi, М.M., Nadali, А., Arezoomand, H.R.S., & Mahvi, A.H. (2019). Adsorption of cationic dye textile wastewater using clinoptilolite: Isotherm and kinetic study. The Journal of the Textile Institute, 110(1), 74-80. doi: 10.1080/00405000.2018.1465329.
[14] Matiiuk, S., & Gribinko, V. (2019). The use of natural and adsorption substances for cleaning of natural and sewer waters. Scientific Issue Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Biology, 4(78), 69-85. doі: 10.25128/2078-2357.19.4.10.
[15] Melnyk, L., Sviderskyi, V., & Chernyak, L. (2022). Features of volcanic rocks as materials for polymeric composites. Herald of Khmelnytskyi National University, 305(1), 14-20. doi: 10.31891/2307-5732-2022-305-1-14-19.
[16] Öz, N., Yılmaz, M., & Çelebi, A. (2021). Investigation of color removal in real textile industry wastewater with membrane bioreactor-active carbon system. Problems of Water Supply, Sewerage and Hydraulics, 37, 18-21. doi: 10.32347/2524-0021.2021.37.18-21.
[17] Pavlović, J., Šuligoj, A., Opresnik, M., Novak Tušar, N., Zabukovec Logar, N., & Rajić, N. (2022). Studies of clinoptilolite-rich zeolitic tuffs from different regions and their activity in photodegradation of methylene blue. Catalysts, 12(2), article number 224. doі: 10.3390/catal12020224.
[18] Pormazar, S.M., & Dalvand, A. (2020). Adsorption of direct red 23 dye from aqueous solution by means of modified montmorillonite nanoclay as a superadsorbent: Mechanism, kinetic and isotherm studies. Korean Journal of Chemical Engineering, 37, 2192-2201. doi: 10.1007/s11814-020-0629-8.
[19] Solodovnik, T.V., Tolstopalova, N.M., Fomina, N.M., & Yakymenko, I.K. (2019). Study of the processes of colored solutions purification using inorganic coagulants and natural floculant. Bulletin of Cherkasy State Technological University, 3, 108-117. doi: 10.24025/2306-4412.3.2019.167654.
[20] Tolstopalova, N.M., Obushenko, T.I., & Baraniuk, N.V. (2019). The solvent sublation of reactive red 2 from water solutions. Bulletin of Cherkasy State Technological University, 3, 138-144. doi: 10.24025/2306-4412.3.2019.178304.
[21] Ünlü, H., & Horing, N.J.M. (Eds.). (2022). Progress in nanoscale and low-dimensional materials and devices. Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-93460-6.
[22] Vasilechko, V., Lebedynets, L., Kuzma, Yu., Hryschuk, G., Zakordonskyi, V., & Karpluk, O. (2000). Adsorption of cadmium ions on Transcarpathian modernite. Visnyk of the Lviv University. Series Chemistry, 39, 222-230.
[23] Vasilechko, V.O., Korpalo, Ch.B., & Gryshchouk, G.V. (2015). Acid-modified clinoptilolite – effective sorbent of Sc(III) from aqueos solutions. Solid State Phenomena, 230, 8-13. doі: 10.4028/www.scientific.net/SSP.230.8.
[24] Yahodynets, P., Skrypska, O., & Andriychuk, Yu. (2019). Chemistry of dyes. Chernivtsi: Yuri Fedkovych Chernivtsi National University.
[25] Zhang, Q., Jing, R., Zhao, S., Wu, M., Liu, X., Shao, Y., Lv, F., Liu, A., & Meng, Z. (2019). Adsorption of cationic and anionic dyes on montmorillonite in single and mixed wastewater. Journal of Porous Materials, 26, 1861-1867. doi: 10.1007/s10934-019-00782-2.