hrvatski

Izmjena Zn^2+ iona na prirodnom zeolitu

U radu su proučavana ravnotežna i kinetička svojstva procesa ionske izmjene Zn^2+ iona na prirodnom i predobrađenom zeolitu-klinoptilolitu iz sintetičnih vodenih otopina različitih početnih koncentracija. Predobrada prirodnog zeolita izvršena je uravnoteženjem s 2M otopinom NaCl-a, pri temperaturi 37°C i u vremenu kontakta od tri dana. Također su ispitana ravnotežna svojstva procesa hidrolize prirodnog i predobrađenog uzorka zeolita u redestiliranoj vodi, kao pratećeg procesa ionske izmjene. Procesi hidrolize i ionske izmjene provedeni su u šaržnoj izvedbi pri konstantnoj temperaturi (23°C), definiranoj veličini čestica uzorka zeolita (0.1-0.5 mm), te konstantnim hidrodinamičnim uvjetima (130 o/min). Proces hidrolize analiziran je na osnovu eksperimentalnih rezultata kontinuiranog mjerenja pH vrijednosti i električne provodnosti u sustavu zeolit-redestilirana voda, te određenih koncentracija Na^+, K^+, Ca^2+ i Mg^2+ iona u tekućoj fazi za odabrana vremena kontakta zeolit-redestilirana voda. Utvrđena stehiometrija procesa hidrolize, dok tendencija laganog porasta električne provodnosti i koncentracije izmjenjivih kationa ukazuju na nestehiometriju cjelokupnog fizikalno-kemijskog procesa. Vremensko praćenje procesa ionske izmjene provedeno je određivanjem koncentracije izmjenjenih Zn^2+ iona kao i izmjenjivih kationa Na^+, K^+, Ca^2+ i Mg^2+ u tekućoj fazi, uz mjerenje pH vrijednosti za odabrana vremena kontakta zeolit-sintetična otopina. Obradom eksperimentalnih rezultata izmjene određena je količina izmjenjenog Zn^2+ iona po gramu zeolita, stupanj i kapacitet izmjene. Utvrđeno da se ravnoteža procesa ionske izmjene postiže za približno 500 minuta, dok neprekidan lagani porast koncentracija izmjenjivih kationa ukazuje na nestehiometriju cjelokupnog procesa izmjene. Kinetičkom obradom eksperimentalnih rezultata prema različitim difuzijskim modelima dobio se uvid u mehanizam i kinetiku procesa ionske izmjene. Utvrđeno je da tijekom procesa dolazi do promjene mehanizma i kontrolirajućeg utjecaja pojedinog stupnja difuzije na ukupnu brzinu. Postavljene predpostavke i doneseni zaključci podkrjepljeni su karakterizacijom odabranih zeolitnih uzoraka TG i DSC analizom, XRD analizom, te SEM snimkama uz EDX analizu, prije i nakon procesa hidrolize i ionske izmjene.

ionska izmjena; kinetički modeli sorpcije;obrada otpadnih voda; prirodni zeolit; sorpcija Zn^2+ iona; uklanjanje teških metala

nije evidentirano