Adsorption of Lead Ions by Nanoporous Materials, Prepared by Brown Coal Alkali Activation

Abstract

Исследована адсорбция ионов свинца нанопористыми материалами (НПМ), полученными щелочной активацией бурого угля при варьировании температуры активации (100 - 800 оС) и весового соотношения КОН/уголь от 0 до 2 г/г. Кинетика адсорбции подчиняется уравнению первого порядка (k = 0,04 - 0,06 мин-1). Изотерма адсорбции ионов Pb2+ (в области концентраций 0,001-0,1 М Pb(AcO)2) относится к изотермам типа I по классификации IUPAC и описывается уравнением адсорбции Фрейндлиха АPb=7,60∙Ср 0,886 (R2=0,993). Покрытие поверхности адсорбента гидратированными катионами Pb2+ (диаметр 0,802 нм) составляет 7 % для начальной концентрации 0,01 М. Высказано предположение, что доминирующим процессом взаимодействия Pb2+ и НПМ является физическая адсорбция, одним из вариантов которой может быть взаимодействие катионов с π-системой полиареновых фрагментов НПМ.It was studied the lead ions adsorption by nanoporous materials (NPM) prepared by brown coal alkali activation varying activation temperature (100 - 800 оС) and coal/alkali weight ratio up to 2 g/g. Adsorption kinetics is described by first order equation (k = 0,04 - 0,06 min-1). Isotherm of Pb2+ions adsorption (in the range of 0,001-0,1 М Pb(AcO)2 concentration) is of Ist type according to IUPAC classification and is described by Freundlich adsorption equation АPb=7,60∙Ср 0,886 (R2=0,993). Adsorbent surface covering (0,802 нм) by hydrated Pb2+ cations is equal 7 % for initial concentration 0,01 M. Physical adsorption, in particular interaction of cation with π-system of polyarene fragments, is supposed to be dominating process in Pb2+ and NPM interaction