Sorption Statics of Cr(VI), Mo(VI), W(VI), Se(IV) Oxygen Anions by Nanostructured Al2O3||C Composite
- Authors: Polyakov Е.V.1, Krasilnikov V.N.1, Volkov I.V.1, Ioshin A.A.1
-
Affiliations:
- Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 66, No 5 (2024)
- Pages: 484-492
- Section: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0033-8311/article/view/681314
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0033831124050081
- ID: 681314
Cite item
Abstract
By the methods of thermodynamic modeling, sorption diagnostics, analysis of particle zeta-potential, and UV-Vis spectrometry the equilibrium conditions of sorption interaction of CrO4 2– , MoO4 2– , WO4 2– , SeO3 2– oxygen anions in the region of chemical stability of Al2O3||C composite have been analyzed. The anion sorption isotherms are shown to follow the Langmuir model for a monoenergetic sorbent. The Henry region is observed at concentrations less than 1 μmol/L. According to the established mechanism of surface complexation, the value of anions protonation constant (K1) in the investigated pH range determines the sorption activity of the composite to these anions. This explains the correlation found between the ratio of parameters of acid–base sites {Al–O–}, {Al–HO0}, and {Al–OH2+} of composite KM(1,2) and the protonation constant of anion K1. It is shown that the Al2O3||C composite exhibits the properties of collective action sorbent, concentrating from dilute solutions both cations of d-, f-elements and oxygen anions of d-elements with the value of logKd [mL/g] > 4.
Full Text

About the authors
Е. V. Polyakov
Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: polyakov@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620108, 91 Pervomayskaya st., Ekaterinburg
V. N. Krasilnikov
Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: polyakov@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620108, 91 Pervomayskaya st., Ekaterinburg
I. V. Volkov
Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: polyakov@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620108, 91 Pervomayskaya st., Ekaterinburg
A. A. Ioshin
Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: polyakov@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620108, 91 Pervomayskaya st., Ekaterinburg
References
- Москвин Л.Н., Гумеров М.Ф., Ефимов А.А., Красноперов В.М., Леорнтьев Г.Г., Мельников В.А. // Методы химического и радиохимического контроля в ядерной энергетике. Сб. статей / Под ред. Л.Н. Москвина. М.: Энергоатомиздат, 1989. С. 264.
- Marty N.C.M., Grangeon S., Elkaïm E., Tournassat Ch., Fauchet C., Claret F. // Sci. Rep. 2018. Vol. 8. P. 7943.
- Zhang H., Wang J., Wu W., Luo M., Hua R., Zhou Zh., Ling H. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2024. Vol. 333. P. 2273.
- Tárkányi F., Hermanne A., Ignatyuk A.V., Ditrói F., Takács S., Capote Noy R. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2024. Vol. 333. P. 717.
- Koutsospyros A., Braida W., Christodoulatos C., Dermatas D., Strigul N. // J. Hazard. Mater. 2006. Vol. 136. P. 1.
- Вольхин В.В., Егоров Ю.В., Белинская Ф.А., Бойчинова Е.С., Малофеев Г.Н. // Неорганические сорбенты: Сб. статей / Под ред. М.М. Сенявина. М.: Наука, 1981. 271 с.
- Зелинский Н.Д., Садиков В.С. Уголь, как средство борьбы с удушающими и ядовитыми газами: Экспериментальное исследование 1915–1916 гг. М.: АН СССР, 1941. 131 с.
- Wei X., Huang T., Yang J.H., Zhang N., Wang Y., Zhou Z.W. // J. Hazard. Mater. 2017. Vol. 335. P. 28.
- Erto A., Giraldo L., Lancia A., Moreno-Pirajan J.C. // Water Air Soil Pollut. 2013. Vol. 224. P. 1531.
- Abdel Salam O.E., Reiad N.A., ElShafei M.M. // J. Adv. Res. 2011. Vol. 2. P. 297.
- Salam M.A. // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2013. Vol. 10. P. 677–688.
- Yamaguchi D., Furukawa K., Takasuga M., Watanabe K. // Sci. Rep. 2014. Vol. 4. P. 6053.
- Krasil’nikov V.N., Linnikov O.D., Gyrdasova О.I., Rodina I.V., Tyutyunnik А.P., Baklanova I.V., Polyakov E.V., Khlebnikov N.А., Tarakina N.V. // Solid State Sci. 2020. Vol. 108. ID 106429.
- Elgazzar A.H., Mahmoud M.S.A., El Sayed A.A., Saad E.A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2020. Vol. 326. P. 1733–1748.
- Benjamin M.M., Bloom N.S. // Adsorption from Aqueous Solutions / Ed. P.H. Tewari. New York: Plenum, 1981. P. 41.
- Bhutani M.M., Mitra A.K., Kumari R. // Microchim. Acta. 1992. Vol. 107. P. 19.
- Yu T., Liu B., Liu J. // J. Anal. Test. 2017. Vol. 1. P. 2.
- Hou Z., Shi K., Wang X., Ye Y., Guo Zh., Wangsuo W. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2015. Vol. 303. P. 25.
- Fan Q., Li P., Pan D. // Interface Sci. Technol. 2020. Vol. 29. P. 1.
- Kumar E., Bhatnagar A., Hogland W., Marques M., Sillanpää M. // Chem. Eng. J. 2014. Vol. 241. P. 443.
- Кулемин В.В., Красавина Е.П., Горбачева М.П., Румер И.А., Бессонов А.А., Крапухин В.Б., Кулюхин С.А. // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 5. С. 484.
- Islam M.A., Morton D.W., Johnson B.B., Pramanik B.K., Mainali B., Angove M.J. // J. Environ. Chem. Eng. 2018. Vol. 6. P. 6853.
- Poursani A.S., Nilchi A., Hassani A.H., Shariat M., Nouri J. // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2015. Vol. 12. P. 2003.
- Tabesh S., Davar F., Loghman-Estarki M.R. // J. Alloys Compd. 2018. Vol. 730. P. 441.
- Yu J., Bai H., Wang J., Li Z., Jiao C., Liu Q., Zhanga M., Liu L. // New J. Chem. 2013. Vol. 37. P. 366.
- Huang S., Pang H., Li L., Jiang S., Wen T., Zhuang L., Hu B., Wang X. // Chem. Eng. J. 2018. Vol. 353. P. 157.
- Yang W., Tang Q., Wei J., Ran Y., Chai L., Wang H. // Appl. Surf. Sci. 2016. Vol. 396. P. 215.
- Chen H., Luo J., Wang X., Liang X., Zhao Y., Yang C., Baikenov M.I., Su X. // Micropor. Mesopor. Mater. 2018. Vol. 255. P. 69.
- Yao W., Wang X., Liang Y., Yu S., Gu P., Sun Y., Xu C., Chen J., Hayat T., Alsaedi A., Wang X. // Chem. Eng. 2018. Vol. 332. P. 775–786.
- Krasil’nikov V.N., Baklanova I.V., Polyakov E.V., Volkov I.V., Khlebnikov A.N., Tyutyunnik A.P., Tarakina N.V. // Inorg. Chem. Commun. 2022. Vol. 138. ID 109313.
- Поляков Е.В., Красильников В.Н., Волков И.В. Патент RU 2774876 C1, приоритет от 12.08.2021. Опубл. 23.06.2022 // Б.И. 2022. № 18.
- Поляков Е.В., Волков И.В., Красильников В.Н., Иошин А.А. // Радиохимия. 2023. Т. 65. № 1. С. 70.
- Khalid M., Mushtaq A., Iqbal M.Z. // Sep. Sci. Technol. 2001. Vol. 36. N 2. P. 283.
- Kantcheva M., Koz C. // J. Mater. Sci. 2007. Vol. 42. P. 6074.
- Chemseddine A., Sanchez C., Livage J., Launay J.P., Fournieric M. // Inorg. Chem. 1984. Vol. 23. N 17. P. 2609.
- Пойманова Е.Ю., Розанцев Г.М., Белоусова Е.Е., Чунтук Е.С. // Вісн. Донецьк. нац. унів. Сер. А: Природн. науки. 2014. Т. 2. С. 126.
- Загальская Е.Ю., Розанцев Г.М., Радио С.В. // Наук. праці ДонНТУ. Сер.: Хімія і хім. технологія. 2010. Т. 14. С. 40.
- Goldberg S. // Soil Sci. 2010. Vol. 175. № 3. P. 105.
- Davis J.A., James R.O., Leckie J.O. // J. Colloid Interface Sci. 1978. Vol. 63. № 3. P. 480.
- Davis J.A., Leckie J.O. // J. Colloid Interface Sci. 1978. Vol. 67. N 1. P. 90.
- Zhang L., Li Y., Guo H., Zhang H., Zhang N., Hayat T., Sun Y. // Environ. Pollut. 2019. Vol. 248. P. 332.
- Bolt G.H., De Beodt M.F., Hayes M.H.B., McBride M.B. Interactions at the Soil Colloid–Soil Solution Interface. Ghent: Springer Science + Business Media, 1991. 602 p.
- Marmier N., Dumonceau J., Fromage F. // J. Contam. Hydrol. 1997. Vol. 26. P. 159–167.
- Huang Sh., Pang H., Li L., Jiang Sh., Wang X. // Chem. Eng. J. 2018. Vol. 3531. P. 157.
- Tan X., Ren X., Li J., Wang X. // Surfaces. RSC Adv. 2013. Vol. 3. P. 19551.
- Kasprzyk-Hordern B. // Adv. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 110. P. 19.
- Yiacoumi S., Tien Ch. Kinetics of Metal Ion Adsorption from Aqueous Solutions. Models, Algorithms, and Applications. New York: Springer Science + Business Media, 1995. 221 p.
- Missana T., Garcıa-Gutierrez M. // Phys. Chem. Earth. 2007. Vol. 32. P. 559.
- Mayordomo N., Alonso U., Missana T. // Appl. Geochem. 2019. Vol. 100. P. 121.
- Tewari P.H. Proc. Symp. on Adsorption from Aqueous Solutions. Meet. of the Am. Chem. Soc., Division of Colloid and Surface Chemistry (Houston, Texas). New York: Plenum, 1980. 248 p.
- Kotrly S., Sucha L. Handbook of Chemical Equilibria in Analytical Chemistry. Chichester: Horwood, 1985. 252 p.
Supplementary files
