Studies of different types of modifications and catalytic properties of basalt tuff and their possibilities for wastewater treatment

Authors

  • V. V. Tsymbalyuk Pavlо Tychyna Uman State Pedagogical University

Keywords:

basaltic tuff, chemical and thermal modification, adsorbent, catalytic activity, corrosion inhibitor

Abstract

Mineralogical and chemical composition of basaltic tuff from Polytske-2 have been examined, the best ways considered to modify BT. The influence of temperature modification on the structure, phase composition, porosity, specific surface area value has been studied. The optimum temperature of modification is 250–400 °C. The best chemical modifiers are found to be solutions of inorganic acids: HNO3, H3PO4, H2SO4. Acid treatment of BT is specific, its effectiveness depends on the type of acid; in the processing oxide phases are washed from the BT surface, thus increasing surface defectiveness SiO2/Al2O3 ratio, and total content of acid centers. Catalytic activity of the samples of thermally modified BT in model hydrogen peroxide decomposition reaction in 1.6–3 times, and chemically modified samples in 1.2–4.5 times greater than that of the natural form of BT. It has been found that basaltic tuff can be used as a corrosion inhibitor of metals. In 5 % NaCl solution with the addition of BT, corrosion slowly decreases in time a dependent on its content.

References

1. Голяр Н.Г. Туфи: використання в галузях економіки. – Рівне, 2002. – 30 с.

2. Анализ минерального сырья / Под ред. Ю.Н. Книпович, Ю.В. Морачевского. – Ленинград : Госхимиздат, 1959. – 505 с.

3. Полуэктов Н.С. Методы анализа по фотометрии пламени. – Москва : Химия, 1987. – 307 с.

4. Хавезов И., Малев Д. Атомно-абсорбционный анализ / Под ред. С.З. Яковлевой. – Ленинград : Химия, 1983. – 144 с.

5. Давидович Г.Н., Богданов А.Г. Електронная микроскопия // Химическая энциклопедия. – В 5 т. / глав. ред.: Н. С. Зефиров. – Москва : Большая Российская энциклопедия, 1998. – Т. 5. – С. 870–874.

6. Швець О. М., Волощук А. Г. Вплив термічної обробки на хімічний склад, структуру та адсорбційні властивості базальтового туфу // Вісник Одеського національного університету. Серія : Хімія. – 2004. – Т. 9, Вип. 7. – С. 138–145.

7. А.Є. Петрюк, А.Г. Волощук, Є.П. Пастушенко, М.В. Юрійчук Сорбційні властивості базальтового туфу та можливості його застосування в медицині // Клінічна та експериментальна патологія. – 2010. – Т. ІХ, № 2 (32). – С. 78–82.

8. Волощук А.Г., Цимбалюк В.В., Кобаса І.М. Вплив хіміко-термічного модифікування на фізико-хімічні властивості базальтового туфу // Науковий вісник Чернівецького університету. Серія : Хімія. – Чернівці: Рута, 2009. – Вип. 453. – С. 63–68.

9. Годимчук А. Ю., Ильин А. П. Исследование сорбционных процессов на природных минералах и их термомодифицированных формах // Химия и технология воды. – 2004. – Т. 26, № 4. – С. 287–298.

10. Цимбалюк В.В., Кобаса І.М. Вплив термічної обробки на сорбційні властивості базальтового туфу // Хімічні проблеми сьогодення: Третя Всеукр. наук. конф. ст-в, асп-в, мол. уч-х, 17–19 берез. 2009 р. : зб. тез допов. – Донецьк : ДонНУ, 2009. – С. 172.

11. Абляев Э.Ш. Редокс-центры природных минеральных сорбентов при активации // Узбекский химический журнал. – 1989. – № 2. – С. 15–18.

12. Ракитская Т. Л., Киосе Т. А., Волкова В. Я. Адсорбция меди (ІІ) природным и кислотно модифицированным базальтовим туфом // Вопросы химии и химической технологии. – 2007. – № 6. – С. 183–186.

13. Волощук А. Г., Цимбалюк В. В., Кобаса І. М. Вплив хіміко-термічного модифікування на фізико-хімічні властивості базальтового туфу // Науковий вісник Чернівецького університету. Серія : Хімія. – Чернівці: Рута, 2009. – Вип. 453. – С. 63–68.

14. Цимбалюк В.В. Вплив хімічного модифікування на сорбційні властивості базальтового туфу // Хімія, фізика та технологія модифікування поверхні : Всеукр. конф. за участю іноз. вчених, 20–22 трав. 2009 р.: програма та автореферати допов. – Киев, 2009. – С. 103–104.

15. Цимбалюк В.В., Волощук А.Г., Кобаса І.М. Сорбція йонів важких металів на кислотно-модифікованих зразках базальтового туфу // Науковий вісник Чернівецького університету. Серія: Хімія. – Чернівці: Рута, 2011. – Вип. 555. – С. 84–88.

16. Р. Петрусь, М. Мальований, Й. Варчол та ін. Технологія очищення стоків з застосуванням природних дисперсних сорбентів // Хімічна промисловість України. – 2003. – № 2. – С. 20–22.

17. Sari A. Tuzen M., Soylak M. Adsorption of Pb (II) and Cr (III) from aqueous solution on Celtek clay. Journal of Hazardous Materials. – 2007. – V. 144 (1–2). – Р. 41–46.

18. Тарасевич Ю.И., Сердобольский Ю.И., Дорошенко В.Е. Очистка воды от анионных красителей при помощи полусинтетического сорбента на основе монтмориллонита и основных солей алюминия // Химия и технология воды. – 2004. – Т. 26, № 3. – С. 299–305.

19. Torres-Perez J., Solache-Rios M., Colin-Cruz A. Sorption and desorption of dye remazol yellow onto a mexican surfactant-modified clinoptilolite-rich tuff and a carbonaceous material from pyrolysis of sewage sludge. Water, Air, and Soil Pollution. – 2008. – V. 187(1–4). – Р. 303–313.

20. Ю.И. Тарасевич, В.В. Брутко, С.В. Бондаренко и др. Адсорбция органических соединений из водных растворов на каолините, модифицированном полиоксихлоридами алюминия // Химия и технология воды. – 2002. – Т. 24, № 6. – С. 505–515.

21. Тимофеева С.С. Состояние и перспективы развития методов очистки сточных вод красительно-отделочных производств // Химия и технология воды. – 1991. – Т. 13, № 6. – С. 560–570.

22. Романов В.В. Методы исследования коррозии металлов. – Москва: Металлургия, 1965. – 280 с.

Downloads

How to Cite

(1)
Tsymbalyuk, V. V. Studies of Different Types of Modifications and Catalytic Properties of Basalt Tuff and Their Possibilities for Wastewater Treatment. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni 2014, 5, 335-348.

Issue

Vol. 5 No. 3 (2014): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni

Section

Articles

License

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.