hrvatski

Sorbens arsena na bazi aluminijeva oksida oplemenjenog manganom

Budući da arsen izrazito negativno utječe na ljudsko zdravlje, njegovo uklanjanje iz vode namijenjene piću značajan je kemijsko-inženjerski problem. Od brojnih metoda obrade vode adsorpcija na prikladne sorbense se pokazala vrlo atraktivnim rješenjem, osobito u manjim procesnim postrojenjima. Unatoč učinkovitosti, spora adsorpcija te nizak apsorpcijski kapacitet As(III) iona postavljaju značajna ograničenja u primjeni aktiviranog aluminijevog oksida za obrade većih količina vode. Kako je istraživanjima pokazano da manganovi oksidi mogu biti vrlo djelotvorni u oksidaciji As(III) iona te adsorpciji As(V) iona, pripravljen je i karakteriziran sorbens na bazi aluminijeva oksida oplemenjen s 5% mangana imobilizacijom manganovih oksida na njegovoj površini. Istražen je također i potencijal pripravljenog sorbensa pri uklanjanju As(V) iona te otapanje mangana. Manganom oplemenjen aluminijev oksid pripravljen je iz vodene otopine aluminijevog (III) nitrata nonahidrata i manganovog (II) nitrata tetrahidrata. Radi spriječavanja taloženja hidroksida kationi su prvo kompleksirani limunskom kiselinom te potom neutralizirani amonijevom lužinom. Vodena otopina prevedena je u prah tehnikom sušenja s raspršivanjem. Pripravljeni prah kristaliziran je naknadnom termičkom obradom. Promjene tijekom termičke obrade praha proučavane su diferencijalnom termičkom analizom i termo- gravimetrijskom analizom (DTA/TGA) te rendgenskom difrakcijskom (XRD) analizom uzoraka. Istraživanja su pokazala da u uzorcima termički obrađenim pri 800°C dolazi do stvaranja γ-Al2O3 dok pri 900°C nastaje α-Al2O3. Pri ovoj temperaturi opažena je i kristalizacije male količine Mn3O4. Pri testiranju ovisnosti apsorpcijskog kapaciteta o procesnim parametrima sušenja s raspršivanjem primijenjena je Taguchi metoda planiranja pokusa. Provedeno je 8 eksperimenata s različitom kombinacijom vrijednosti ulaznih parametara. Uzorci su termički obrađeni pri 800°C tijekom 2 h pri čemu je utvrđen apsorpcijski kapacitet pomoću jar testa u trajanju 3 h pri 45 okr/min, s ulaznim koncentracijama arsena 2 mg/L pri sobnoj temperaturi i pH=7, 34 na uzorcima zagrebačke vodovodne vode. Najveći adsorpcijski kapacitet određen je za uzorak dobiven iz otopine s koncentracijom od 0.3 mol/L, pri temperaturi od 190°C uz brzinu raspršivanja od 6 ml/min te protok zraka od 0.3 L/min i iznosi 899 μg/g.

sorbens; uklanjanje arsena; aluminijev oksid; Taguchi dizajn

nije evidentirano