Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300
Досліджено адсорбцію аніонного барвника конго червоного залежно від рН водного розчину на поверхні гідроущільнених гідрофільних кремнеземів марки А-300 з різною насипною густиною та композита А-300/АМ1-300. Встановлено, що максимальна адсорбція барвника на поверхні досліджених зразків спостерігає...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2023
|
| Назва видання: | Доповіді НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/192991 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 / Н.Ю. Клименко, Т.В. Крупська, В.В. Туров // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 1. — С. 58-63. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-192991 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1929912023-07-28T15:28:16Z Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 Клименко, Н.Ю. Крупська, Т.В. Туров, В.В. Хімія Досліджено адсорбцію аніонного барвника конго червоного залежно від рН водного розчину на поверхні гідроущільнених гідрофільних кремнеземів марки А-300 з різною насипною густиною та композита А-300/АМ1-300. Встановлено, що максимальна адсорбція барвника на поверхні досліджених зразків спостерігається в кислому розчині (рН 3,5) внаслідок електростатичного притягання молекул барвника до поверхні. Зі збільшенням величини рН до 8,5 адсорбція конго червоного значно зменшується за рахунок конкуренції гідроксильних іонів з аніонними групами барвника за адсорбційні центри на поверхні кремнезему. Показано, що композитна система на основі суміші гідрофільного та гідрофобного кремнеземів виявляє високу адсорбційну здатність щодо аніонного барвника в широкому діапазоні рН розчину. Композит А-300/АМ1-300 при рН 5,5 має в 3,6 і 5,7 раза вищу адсорбцію порівняно з кремнеземами А-300 з насипною густиною 300 та 175 г/л відповідно. При рН 8,5 гранична адсорбція композита А-300/АМ1-300 в 2,0 та 6,6 раза вища, ніж на поверхні А-300 з насипною густиною 175 та 300 г/л відповідно. This study investigates the pH-dependency of the adsorption of congo red anionic dye from an aqueous solution onto the surface of wetting-drying hydrophilic silica A-300 with different bulk densities and composite A-300/ AM1-300. It was found that the maximum dye adsorption onto the samples studied was observed in an acid solution (pH 3.5) as a result of the electrostatic attraction of dye molecules to the sample surface. With an increase of pH to 8.5, a significant decrease in the adsorption of congo red was observed due to the competition of hydroxyl ions with dye anionic groups for adsorption centres on the silica surface. It is shown that a composite system based on a mixture of hydrophilic and hydrophobic silica has a high adsorption capacity in relation to an anionic dye in a wide range of the solution pH. At pH 5.5, the adsorptive capacity of the A-300/AM1-300 composite system is 3.6 and 5.7 times higher as compared to A-300 silica with a bulk density 300 and 175 g/L, respectively. At pH 8.5, the ultimate adsorption of the A-300/AM1-300 composite is 2 and 6.6 times higher than that of A-300 with a bulk density 175 and 300 g/L, respectively. 2023 Article Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 / Н.Ю. Клименко, Т.В. Крупська, В.В. Туров // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 1. — С. 58-63. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2023.01.058 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/192991 544.7:543.42: 546.284-31 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Клименко, Н.Ю. Крупська, Т.В. Туров, В.В. Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 Доповіді НАН України |
| description |
Досліджено адсорбцію аніонного барвника конго червоного залежно від рН водного розчину на поверхні
гідроущільнених гідрофільних кремнеземів марки А-300 з різною насипною густиною та композита
А-300/АМ1-300. Встановлено, що максимальна адсорбція барвника на поверхні досліджених зразків
спостерігається в кислому розчині (рН 3,5) внаслідок електростатичного притягання молекул барвника
до поверхні. Зі збільшенням величини рН до 8,5 адсорбція конго червоного значно зменшується за рахунок
конкуренції гідроксильних іонів з аніонними групами барвника за адсорбційні центри на поверхні кремнезему. Показано, що композитна система на основі суміші гідрофільного та гідрофобного кремнеземів виявляє
високу адсорбційну здатність щодо аніонного барвника в широкому діапазоні рН розчину. Композит А-300/АМ1-300 при рН 5,5 має в 3,6 і 5,7 раза вищу адсорбцію порівняно з кремнеземами А-300 з насипною густиною 300 та 175 г/л відповідно. При рН 8,5 гранична адсорбція композита А-300/АМ1-300 в 2,0 та 6,6 раза вища, ніж на поверхні А-300 з насипною густиною 175 та 300 г/л відповідно. |
| format |
Article |
| author |
Клименко, Н.Ю. Крупська, Т.В. Туров, В.В. |
| author_facet |
Клименко, Н.Ю. Крупська, Т.В. Туров, В.В. |
| author_sort |
Клименко, Н.Ю. |
| title |
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 |
| title_short |
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 |
| title_full |
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 |
| title_fullStr |
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 |
| title_full_unstemmed |
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 |
| title_sort |
адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах а-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом ам1-300 |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2023 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/192991 |
| citation_txt |
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300 / Н.Ю. Клименко, Т.В. Крупська, В.В. Туров // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 1. — С. 58-63. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT klimenkonû adsorbcíâkongočervonogonagídrouŝílʹnenihkremnezemaha300tajogosumíšízgídrofobnimkremnezemomam1300 AT krupsʹkatv adsorbcíâkongočervonogonagídrouŝílʹnenihkremnezemaha300tajogosumíšízgídrofobnimkremnezemomam1300 AT turovvv adsorbcíâkongočervonogonagídrouŝílʹnenihkremnezemaha300tajogosumíšízgídrofobnimkremnezemomam1300 |
| first_indexed |
2025-07-16T18:53:57Z |
| last_indexed |
2025-07-16T18:53:57Z |
| _version_ |
1837830808730075136 |
| fulltext |
58
ОПОВІДІ
НАЦІОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМІЇ НАУК
УКРАЇНИ
ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 1: 58—63
Ц и т у в а н н я: Клименко Н.Ю., Крупська Т.В., Туров В.В. Адсорбція конго червоного на гідроущільнених
кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023.
№ 1. С. 58—63. https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.01.058
© Видавець ВД «Академперіодика» НАН України, 2023. Стаття опублікована за умовами відкритого
доступу за ліцензією CC BY-NC-ND (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)
ХІМІЯ
CHEMISTRY
https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.01.058
УДК 544.7:543.42: 546.284-31
Н.Ю. Клименко
Т.В. Крупська
В.В. Туров
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України, Київ
E-mail: nklymenko@ukr.net
Адсорбція конго червоного
на гідроущільнених кремнеземах А-300
та його суміші з гідрофобним кремнеземом АМ1-300
Представлено членом-кореспондентом НАН України В.В. Туровим
Досліджено адсорбцію аніонного барвника конго червоного залежно від рН водного розчину на поверхні
гідроущільнених гідрофільних кремнеземів марки А-300 з різною насипною густиною та композита
А-300/АМ1-300. Встановлено, що максимальна адсорбція барвника на поверхні досліджених зразків
спостерігається в кислому розчині (рН 3,5) внаслідок електростатичного притягання молекул барвника
до поверхні. Зі збільшенням величини рН до 8,5 адсорбція конго червоного значно зменшується за рахунок
конкуренції гідроксильних іонів з аніонними групами барвника за адсорбційні центри на поверхні кремнезе-
му. Показано, що композитна система на основі суміші гідрофільного та гідрофобного кремнеземів виявляє
високу адсорбційну здатність щодо аніонного барвника в широкому діапазоні рН розчину. Композит А-300/
АМ1-300 при рН 5,5 має в 3,6 і 5,7 раза вищу адсорбцію порівняно з кремнеземами А-300 з насипною густи-
ною 300 та 175 г/л відповідно. При рН 8,5 гранична адсорбція композита А-300/АМ1-300 в 2,0 та 6,6 раза
вища, ніж на поверхні А-300 з насипною густиною 175 та 300 г/л відповідно.
Ключові слова: кремнезем, барвник, композитна система, адсорбція, УФ-спектроскопія.
В останні кілька десятиліть розроблено ефективні адсорбенти для медичного використання,
створені на основі пірогенного діоксиду кремнію [1, 2]. Завдяки наявності на його поверхні гід-
роксильного покриву в водному середовищі він має властивості слабкої кислоти, тобто його
частинки після дисоціації частини гідроксильних груп набувають від’ємного електричного за-
ряду [3]. Тобто в нейтральному водному середовищі кремнеземи переважно сорбують катіонні
молекули. Проте в разі використання кремнеземів як ентеросорбентів широкого спектра дії на
їх поверхні повинна сорбуватися максимальна кількість токсичних речовин як катіонної, так і
59ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 1
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним...
аніонної природи [2]. Тому актуальною задачею є створення адсорбентів з високими адсорбцій-
ними властивостям, які ефективно працюють у широкому діапазоні зміни рН середовища.
Конго червоний (КЧ) — аніонний барвник на основі бензидину, що є канцерогенною
речовиною для людини [4]. Його широко використовують як модельний токсин для оціню-
вання ефективності адсорбентів, створених на основі різних матеріалів [5, 6]. Завдяки на-
явності в спектрах поглинання КЧ добре ідентифікованих смуг цей барвних може успішно
застосовуватися для кількісних вимірювань ізотерм адсорбції. Раніше була вивчена адсорб-
ційна здатність різних форм кремнеземів з розбавлених водних розчинів щодо КЧ, однак не
було визначено залежність цього процесу від рН [7].
Матеріали та методи. У дослідженні використовували КЧ (М = 696,67 г/моль) вироб-
ництва “Реафарм”, гідрофільний кремнезем марки А-300 (SБЕТ = 295 м2/г, м. Калуш, Укра-
їна) з насипною густиною (Сd) 45, 175, 300 г/л та суміш А-300 (Сd = 300 г/л) з АМ1-300
(Сd = 45 г/л) у співвідношенні 1/1. Для отримання ущільненого кремнезему з різною насип-
ною густиною використовували метод гідроущільнення, описаний у [8]. Адсорбцію КЧ на
поверхні кремнезему при різних значеннях рН (3,5; 5,5; 8,5) проводили в статичних умовах
при температурі 23—25 °С. З цією метою у пробірки вміщували наважки кремнезему (0,1 г),
потім додавали 10 мл водного розчину КЧ. Розчини доводили до потрібної величини рН
за допомогою стандарт-титрів НCl або NaOH. Суміш перемішували протягом 1 год. Ви-
хідні концентрації розчинів барвника становили 7,177—71,77 мкмоль/л. Тверду фазу від-
окремлювали центрифугуванням протягом 20 хв при швидкості 3000 об/хв. Оптичну густи-
ну центрифугату визначали при довжині хвилі 495 нм, використовуючи спектрофотометр
“Specord-М40” (“Сarl Zeiss Jena”, Німеччина). Величину адсорбції барвників оцінювали за
різницею концентрацій вихідного та рівноважного розчинів.
Результати та їх обговорення. КЧ належить до речовин-маркерів, у розчині міститься
в аніонній формі. Його використовують для вивчення адсорбції низько- та середньомоле-
кулярних речовин, що мають негативний заряд на позитивно заряджених поверхнях. До
таких речовин належать і інші речовини, такі як натрію диклофенак, саліцилати, анальгін,
аспаркам, солі барбітурової кислоти, солі жирових та біліарних кислот тощо [9].
Адсорбцію КЧ на поверхні кремнеземів досліджували при різних значеннях рН водного
розчину. Попередньо було побудовано калібрувальний графік залежності оптичної густини
від концентрації водного розчину барвника (рис. 1). Як видно з рис. 1, зі збільшенням кон-
центрації КЧ оптична густина розчину зростає лінійно.
Ізотерми адсорбції КЧ з водних розчинів при різних значеннях рН наведені на рис. 2.
Згідно з класифікацією Джайлса [10], вони належать як до L- (3а, 4б, 4в), так і до S-типу
(1а, 2а, 4а, 1б, 2б, 3б, 1в, 2в, 3в). У першому випадку це може свідчити про сильну взаємодію
адсорбату з адсорбентом. При цьому ізотерми адсорбції мають досить круту початкову ді-
лянку і швидко виходять на насичення. У другому випадку S-тип характеризує процес, коли
міжмолекулярна взаємодія речовини в розчині більша, ніж з поверхнею високодисперсного
носія. Перегини на ізотермі адсорбції можуть відповідати за утворення полімолекулярних
шарів або кластерів адсорбату.
Максимальна адсорбція КЧ спостерігається при рН 3,5 (рис. 2, таблиця), коли негатив-
ний заряд поверхні кремнезему компенсується адсорбцією на ній протонів буферного роз-
чину. Зі збільшенням величини рН адсорбція барвника значно зменшується. Це пояснюєть-
60 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 1
Н.Ю. Клименко, Т.В. Крупська, В.В. Туров
ся тим, що при високих значеннях pH у розчині збільшується негативний заряд поверхні,
що ускладнює процес адсорбції на ній аніонів КЧ [11].
Найбільшу адсорбцію КЧ при рН 3,5 встановлено на поверхні А-300 з насипною густи-
ною (Сd) 300 г/л, а наймешу — на А-300 з насипною густиною 175 г/л (див. рис. 2, а, криві 3 і
2 відповідно). Оскільки для цих адсорбентів слід очікувати близьких значень поверхневого
заряду, ймовірною причиною різниці в їх адсорбційних характеристиках може бути різниця
в морфології внутрішнього міжчастинкового простору. Зокрема, в найбільш ущільненому
кремнеземі (Сd = 300 г/л) порівняно з вихідним (Сd = 45 г/л) збільшується об’єм мезо- та
D
0,6
0,4
0,2
0
10 15
C, мкмоль/л
20 25 30 355
A
, м
км
ол
ь/
г
0,8
1,0
0,6
0,4
0,2
0,8
0,6
0,4
0,2
1,2
1,0
1,45
4
3
2
1
0 10 20 30 40
б
в
а
1
1
1
4
4
4
3
3
3
2
2
2
50
Ср, мкмоль/л
Ср, мкмоль/л
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Рис. 1. Залежність оптичної густини від концентрації
КЧ у водному розчині
Рис. 2. Адсорбція КЧ на поверхні різних
форм кремнеземів з насипною густиною (Сd)
45 (1), 175 (2), 300 (3) г/л та А-300/АМ1-300
(4) при різних значеннях рН: а — 3,5; б — 5,5;
в — 8,5
61ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 1
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним...
макропор [12], а це сприяє підвищенню адсорбції речовин середньої молекулярної маси.
Встановлено, що в області низьких значень рівноважної концентрації (до 0,5 мкмоль/л)
КЧ виявляє близьку адсорбційну активність на поверхні всіх досліджених кремнеземів, за
винятком А-300/АМ1-300, зі збільшенням концентрації адсорбційна активність КЧ на по-
верхні А-300 з насипною густиною 45 та 300 г/л стає більшою, ніж на поверхні А-300 з на-
сипною густиною 175 г/л.
У разі зміщення рН в область більших значень (5,5 та 8,5) максимальна адсорбція від-
мічається на поверхні композита А-300/АМ1-300 порівняно з іншими дослідженими зраз-
ками і має досить близькі значення (див. рис. 2, б, в, крива 4).
Адсорбція КЧ на поверхні композита А-300/АМ1-300 у випадку рН 5,5 дорівнює
1,19 мкмоль/л, що в 3,6 та 5,7 раза більше, ніж на А-300 з насипною густиною (Сd) 300 та
175 г/л відповідно. При високому рН (8,5) гранична адсорбція композита А-300/АМ1-300
становить 0,99 мкмоль/л, що в 2,0 та 6,6 раза вище, ніж на поверхні А-300 з насипною гус-
тиною 175 та 300 г/л відповідно (див. таблицю). Тобто формування композитної системи
А-300/АМ1-300 супроводжується збільшенням адсорбції щодо аніонного барвника. Це
може бути пов’язано з двома основними факторами: зменшенням негативного заряду на по-
верхні, що обумовлено відсутністю у гідрофобного кремнезему залишкових гідроксильних
груп, здатних до дисоціації, та зміною морфології міжчастинкового простору в композиті в
бік формування більш розвиненої мезопористої структури.
Висновки. Порівняльне вивчення адсорбційної активності досліджених адсорбентів
показало, що КЧ найкраще адсорбується при кислому значенні рН на поверхні всіх дослі-
джених кремнеземів. Щодо аніонного барвника при різних рН найкращі властивості ви-
являла композитна система на основі суміші гідрофільного та гідрофобного кремнеземів,
порівняно з ущільненими його формами. Тому композит А-300/АМ1-300 може бути реко-
мендований для практичного застосування як ефективний, недорогий та безпечний для до-
вкілля адсорбент з метою видалення барвника зі стічних вод.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния: Чуйко А.А. (ред.). Киев: Наук. дум-
ка, 2003. 416 с.
2. Геращенко І.І. Ентеросорбенти: лікарські засоби і дієтичні добавки. Київ, 2014. 248 с.
3. The surface properties of silicas: Legrand A.P. (ed.). New York: Wiley, 1998. 470 p.
Адсорбція конго червоного на поверхні досліджених кремнеземів
Зразок
Насипна густина,
г/л
А, мкмоль/г
рН
3,5 5,5 8,5
А-300 45 3,42 0,45 0,43
А-300 175 3,11 0,21 0,49
А-300 300 4,2 0,33 0,15
А-300/АМ1-300 280 3,87 1,19 0,99
62 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 1
Н.Ю. Клименко, Т.В. Крупська, В.В. Туров
4. Zare K., Sadegh H., Shahryari-ghoshekandi R., Maazinejad B., Ali V., Tyagi I., Agarwal Sh., Gupta V.K. En-
hanced removal of toxic Congo red dye using multi walled carbon nanotubes: Kinetic, equilibrium studies
and its comparison with other adsorbents. J. Mol. Liq. 2015. 212. P. 266–271.
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.09.027
5. Ahamad T., Naushad Mu., Eldesoky G.E., Al-Saeedi S.I., Nafady A., Al-Kadhi N.S., Al-Muhtaseb A.H., Khan
A.A., Khan A. Effective and fast adsorptive removal of toxic cationic dye (MB) from aqueous medium using
amino-functionalized magnetic multiwall carbon nanotubes. J. Mol. Liq. 2019. 282. P. 154–161.
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.02.128
6. Crini G. Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresour. Technol. 2006. 97, № 9.
Р. 1061–1085. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.05.001
7. Клименко Н.Ю., Крупська Т.В., Туров В.В. Вплив гідрофобних властивостей композитної системи на
адсорбцію барвників різної природи. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2021. № 5. С. 83–89.
https://doi.org/10.15407/dopovidi2021.05.083
8. Krupskaya T.V., Turov V.V., Barvinchenko V.M., Filatova K.O., Suvorova L.A., Iraci G., Kartel M.T. Influence
of the “wetting-drying” compaction on the adsorptive characteristics of nanosilica A-300. Adsorpt. Sci. Tech-
nol. 2017. 36. Р. 300–310. https://doi.org/10.1177/0263617417691768
9. Gerashchenko I.I. Physicochemical aspects of therapeutic effect of enterosorbents (theoretical research).
Chemistry, Physics and Technology of Surface. 2018. 9, № 4. P. 373–382.
https://doi.org/10.15407/hftp09.04.373
10. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел: Парфит Г., Рочестер К. (ред.). Москва: Мир,
1986. 488 с.
11. Kaur H., Thakur A. Adsorption of Congo red dye from aqueous solution onto ash of Cassia fistula seeds:
Kinetic and thermodynamic studies. Chem. Sci. Rev. Lett. 2014. 3, № 11S. Р. 159–169.
12. Gun’ko V.M., Turov V.V., Pakhlov E.V., Krupska T.V., Charmas B. Effect of water content on the characteris-
tics of hydro-compacted nanosilica. Appl. Surf. Sci. 2018. 459. P. 171–178.
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.07.213
Надійшло до редакції 19.07.2022
REFERENCES
1. Chuyko, A. A. (Ed.). (2003). Medical chemistry and clinical use of silicon dioxide. Kyiv: Naukova Dumka (in
Russian).
2. Gerashchenko, I. I. (2014). Enterosorbents: medicines and dietary supplements. Kyiv (in Ukrainian).
3. Legrand, A. P. (Ed.). (1998). The surface properties of silicas. New York: Wiley.
4. Zare, K., Sadegh, H., Shahryari-ghoshekandi, R., Maazinejad, B., Ali, V., Tyagi, I., Agarwal, Sh. & Gupta, V. K.
(2015). Enhanced removal of toxic Congo red dye using multi walled carbon nanotubes: Kinetic, equilibrium
studies and its comparison with other adsorbents. J. Mol. Liq., 212, pp. 266-271.
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.09.027
5. Ahamad, T., Naushad, Mu., Eldesoky, G. E., Al-Saeedi, S. I., Nafady, A., Al-Kadhi, N. S., Al-Muhtaseb, A. H.,
Khan, A. A. & Khan, A. (2019). Effective and fast adsorptive removal of toxic cationic dye (MB) from aqueous
medium using amino-functionalized magnetic multiwall carbon nanotubes. J. Mol. Liq., 282, pp. 154-161.
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.02.128
6. Crini, G. (2006). Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresour. Technol., 97,
No. 9, pp. 1061-1085. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.05.001
7. Klymenko, N. Yu., Krupska, T. V. & Turov, V. V. (2021). Effect of the hydrophobic properties of a composite
system on adsorption of dyes of different nature. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 5, pp. 83-89 (in Ukraini-
an). https://doi.org/10.15407/dopovidi2021.05.083
8. Krupskaya, T. V., Turov, V. V., Barvinchenko, V. M., Filatova, K. O., Suvorova, L. A., Iraci, G. & Kartel, M. T.
(2017). Influence of the “wetting-drying” compaction on the adsorptive characteristics of nanosilica A-300.
Adsorpt. Sci. Technol., 36, pp. 300-310. https://doi.org/10.1177/0263617417691768
9. Gerashchenko, I. I. (2018). Physicochemical aspects of therapeutic effect of enterosorbents (theoretical re-
search). Chemistry, Physics and Technology of Surface, 9, No. 4, pp. 373-382.
https://doi.org/10.15407/hftp09.04.373
63ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 1
Адсорбція конго червоного на гідроущільнених кремнеземах А-300 та його суміші з гідрофобним...
10. Parfit, G. & Rochester, K. (Eds.). (1986). Adsorption from solutions on the surface of solids. Moscow: Mir (in
Russian).
11. Kaur, H. & Thakur, A. (2014). Adsorption of Congo red dye from aqueous solution onto ash of Cassia fistula
seeds: Kinetic and thermodynamic studies. Chem. Sci. Rev. Lett., 3, No. 11S, pp. 159-169.
12. Gun’ko, V. M., Turov, V. V., Pakhlov, E. V., Krupska, T. V. & Charmas, B. (2018). Effect of water content on
the characteristics of hydro-compacted nanosilica. Appl. Surf. Sci., 459, pp. 171-178.
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.07.213
Received 19.07.2022
N.Yu. Klymenko
T.V. Krupska
V.V. Turov
Chuiko Institute of Surface Chemistry of the NAS of Ukraine, Kyiv
E-mail: nklymenko@ukr.net
ADSORPTION OF CONGO RED ONTO WETTING-DRYING
SILICA A-300 AND ITS MIXTURE WITH HYDROPHOBIC SILICA AM1-300
This study investigates the pH-dependency of the adsorption of congo red anionic dye from an aqueous solution
onto the surface of wetting-drying hydrophilic silica A-300 with different bulk densities and composite A-300/
AM1-300. It was found that the maximum dye adsorption onto the samples studied was observed in an acid
solution (pH 3.5) as a result of the electrostatic attraction of dye molecules to the sample surface. With an
increase of pH to 8.5, a significant decrease in the adsorption of congo red was observed due to the competition
of hydroxyl ions with dye anionic groups for adsorption centres on the silica surface. It is shown that a composite
system based on a mixture of hydrophilic and hydrophobic silica has a high adsorption capacity in relation to an
anionic dye in a wide range of the solution pH. At pH 5.5, the adsorptive capacity of the A-300/AM1-300
composite system is 3.6 and 5.7 times higher as compared to A-300 silica with a bulk density 300 and 175 g/L,
respectively. At pH 8.5, the ultimate adsorption of the A-300/AM1-300 composite is 2 and 6.6 times higher than
that of A-300 with a bulk density 175 and 300 g/L, respectively.
Keywords: silica, dye, composite system, adsorption, UV spectroscopy.
|