композиционный гуминоалюмокремнеземный сорбент

Формула изобретения

Композиционный сорбент для сорбции ионов металлов, состоящий из кремнеземсодержащей матрицы с иммобилизированными на ней гуминовыми кислотами, отличающийся тем, что он содержит алюмокремнеземную матрицу при массовом соотношении алюмокремнезема к гуминовым кислотам (7 - 8) : 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретением является композиционный сорбент для сорбции ионов металлов, состоящий из алюмокремнеземной матрицы, связанной путем соконденсации с гуминовыми кислотами, извлеченными из природного сырья - торфа.

Известен [1] композиционный гуминокремнеземный сорбент на основе кремнезема, модифицированного гуминовыми кислотами. Сорбент эффективен в отношении большинства ионов тяжелых металлов: сорбционная емкость по ионам Cd²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Cr³⁺, Ca²⁺, Mn²⁺ доходит до 2,6 - 4,4 ммоль/г. Однако в щелочной среде сорбент деградирует: уже при pH 8 он необратимо разрушается.

Целью изобретения является создание сорбента для сорбции ионов металлов, стабильного при эксплуатации в щелочной среде, и замена агрессивных веществ (серной кислоты) при получении сорбента.

Цель достигается формированием алюмокремнеземной матрицы с иммобилизованными гуминовыми кислотами при массовом соотношении (7-8):1.

Процесс получения сорбента включает следующие стадии:

1. Обработка навески торфа водным раствором трехкратного (по массе) количества силиката натрия (концентрация раствора составляет 2%). Щелочной раствор силиката натрия извлекает из торфа гуминовые кислоты путем перевода их в растворимые гуматы натрия.

2. Фильтрование полученного раствора для отделения маточного раствора от растительных остатков торфа.

3. Формирование гидрогеля путем подкисления маточного раствора 1М раствором соли алюминия до нейтральной реакции.

4. Созревание гидрогеля в маточном растворе в течение суток для обеспечения однородности продукта.

5. Отделение гидрогеля от маточного раствора путем центрифугирования.

6. Промывание гидрогеля пятикратным объемом дистиллированной воды для удаления растворимых примесей.

7. Высушивание геля до воздушно-сухого состояния с целью удаления свободной воды.

8. Прокаливание сорбента в сушильном шкафу при 130^oC в течение 1 ч для формирования алюмокремнеземной матрицы и закрепления на ней гуминовых веществ.

Сорбент состоит из алюмокремнеземной матрицы и иммобилизированных гуминовых кислот. Массовое соотношение алюмокремнеземной составляющей и гуминовых кислот - от 7:1 до 8:1.

Полученный композиционный гуминоалюмокремнеземный сорбент превосходит прототип по стабильности при эксплуатации в щелочной среде. Он не разрушается при pH 8 в течение месяца, а по эффективности не уступает прототипу. Например, сорбционная емкость по Cd²⁺ доходит до 2,3; по Fe³⁺ - до 2,6; по Ni²⁺ - до 5,0; по Cu²⁺ - до 3,2; по Cr³⁺ - до 1,9; по Ca²⁺ - до 1,7; по Mn²⁺ - до 2,6 ммоль/г.

Литература

1. Патент Российской Федерации N 2108859, 20.04.98 г.