Study of adsorption mechanism of cationic surfactants by bentonite from Askan deposit
Альтернативна назва
Дослідження механізму адсорбції катіонних поверхнево-активних речовин бентонітом Асканського родовища
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
2304-0947
E-ISSN
2414-5963
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Adsorption of cationic surfactants — dodecylammonium chloride and hexadecylpyridinium perchlorate from aqueous solutions by the natural bentonite from Askan deposit of Georgia was studied. The microstructural parameters and surfactant loading and distribution, were determined by X-ray diffraction and analysis of FT-IR spectra. The objective was to improve the understanding of the behaviour of surfactants when adsorbed by bentonite for its possible use as antimicrobial preparations. The adsorption constants from the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich equations were used to compare the adsorption of surfactants by bentonite. The obtained high values of the Gibbs free energy of adsorption indicate a high affinity of cationic surfactants to bentonite. The kinetics of the adsorption process was analysed using the kinetic models of pseudo-first and pseudo-second order, intrafilm diffusion, intraparticle diffusion of Boyd and Weber-Morris. It was found that the degree of adsorption from the studied surfactants by bentonite reaches 70–80%.
Досліджено адсорбцію катіонних поверхнево-активних речовин — додециламонію хлориду та гексадецилпіридинію перхлорату з водних розчинів природним бентонітом Асканського родовища Грузії. Метою досліджень було з’ясування закономірностей та механізму процесу адсорбції досліджуваних катіонних поверхнево-активних речовин. Для порівняння адсорбційної здатності поверхнево-активних речовин бентонітом було використано константи адсорбції рівнянь Ленгмюра, Фрейндліха та Дубініна-Радушкевича. Результати показали, що після адсорбції катіонних поверхнево-актив-них речовин природним бентонітом не спостерігається особливих змін та утворення нових фаз за рахунок молекул поверхнево-активних речовин, що пов’язано з низьким вмістом цих речовин. Ступінь адсорбції залежить від концентрації поверхневоактивної речовини. Найвище значення (80%) було досягнуто для додециламонію хлориду з початковою концентрацією 50 мг/л. Отримані високі значення вільної енергії Гіббса адсорбції свідчать про високу спорідненість катіонних поверхнево-активних речовин до бентоніту. Кінетику процесу адсорбції було проаналізовано за допомогою кінетичних моделей псевдопершого та псевдодругого порядку, внутрішньоплівкової дифузії, внутрішньочастинкової дифузії Бойда та Вебера-Морріса. Поглинання поверхнево-активних речовин глинами можна пояснити двома процесами: адсорбцією на поверхні глини та інтеркаляцією в шари глини. Це було підтверджено рентгеноструктурним аналізом та ІЧ-спектроскопією. На основі обробки експериментальних даних в рамках моделей хімічної кінетики та дифузії, а також рівнянь адсорбції Ленгмюра, Фрейндліха та Дубініна-Радушкевича було запропоновано механізм адсорбції досліджуваних поверхнево-активних речовин. Розрахунки показали, що процес адсорбції відповідає кінетичній моделі псевдодругого порядку. Процес відбувається в області змішаної дифузії, контрольованої як внутрішньою, так і зовнішньою дифузією, що зумовлено шаруватою структурою адсорбенту. Аналіз даних за допомогою моделей адсорбції показав, що моделі Ленгмюра та Дубініна-Радушкевича краще інтерпретують експериментальні дані, ніж модель Фрейндліха. Процес адсорбції, проведений за оптимальних умов, забезпечує високий ступінь поглинання поверхнево-активних речовин. На основі отриманих даних можна зробити висновок, що природний бентоніт Асканського родовища є високоефективним та придатним для спільного використання з катіонними поверхнево-активними речовинами у препаратах з антимікробними властивостями.
Досліджено адсорбцію катіонних поверхнево-активних речовин — додециламонію хлориду та гексадецилпіридинію перхлорату з водних розчинів природним бентонітом Асканського родовища Грузії. Метою досліджень було з’ясування закономірностей та механізму процесу адсорбції досліджуваних катіонних поверхнево-активних речовин. Для порівняння адсорбційної здатності поверхнево-активних речовин бентонітом було використано константи адсорбції рівнянь Ленгмюра, Фрейндліха та Дубініна-Радушкевича. Результати показали, що після адсорбції катіонних поверхнево-актив-них речовин природним бентонітом не спостерігається особливих змін та утворення нових фаз за рахунок молекул поверхнево-активних речовин, що пов’язано з низьким вмістом цих речовин. Ступінь адсорбції залежить від концентрації поверхневоактивної речовини. Найвище значення (80%) було досягнуто для додециламонію хлориду з початковою концентрацією 50 мг/л. Отримані високі значення вільної енергії Гіббса адсорбції свідчать про високу спорідненість катіонних поверхнево-активних речовин до бентоніту. Кінетику процесу адсорбції було проаналізовано за допомогою кінетичних моделей псевдопершого та псевдодругого порядку, внутрішньоплівкової дифузії, внутрішньочастинкової дифузії Бойда та Вебера-Морріса. Поглинання поверхнево-активних речовин глинами можна пояснити двома процесами: адсорбцією на поверхні глини та інтеркаляцією в шари глини. Це було підтверджено рентгеноструктурним аналізом та ІЧ-спектроскопією. На основі обробки експериментальних даних в рамках моделей хімічної кінетики та дифузії, а також рівнянь адсорбції Ленгмюра, Фрейндліха та Дубініна-Радушкевича було запропоновано механізм адсорбції досліджуваних поверхнево-активних речовин. Розрахунки показали, що процес адсорбції відповідає кінетичній моделі псевдодругого порядку. Процес відбувається в області змішаної дифузії, контрольованої як внутрішньою, так і зовнішньою дифузією, що зумовлено шаруватою структурою адсорбенту. Аналіз даних за допомогою моделей адсорбції показав, що моделі Ленгмюра та Дубініна-Радушкевича краще інтерпретують експериментальні дані, ніж модель Фрейндліха. Процес адсорбції, проведений за оптимальних умов, забезпечує високий ступінь поглинання поверхнево-активних речовин. На основі отриманих даних можна зробити висновок, що природний бентоніт Асканського родовища є високоефективним та придатним для спільного використання з катіонними поверхнево-активними речовинами у препаратах з антимікробними властивостями.
Опис
Ключові слова
cationic surfactant, bentonite, adsorption, kinetics, катіонна поверхнево-активна речовина, бентоніт, адсорбція, кінетика
Бібліографічний опис
Streltsova O. O., Dzhyga G. M., Tymchuk A. F. Study of adsorption mechanism of cationic surfactants by bentonite from Askan deposit. Вісник Одеського національного університету. Хімія. 2025. Т. 30, вип. 2(90). С. 71–88.
УДК
544.7