Nataliia Zhdaniuk
@kpi.ua/en
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
EDUCATION
Master's degree
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
Ph.D.
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
National Aviation Institute
Scopus Publications
Scholar Citations
Scholar h-index
Scholar i10-index
Scopus Publications
Наталія В. Жданюк and Євген О. Баранюк
Oles Honchar Dnipropetrovsk National University
Мета. Дослідження структури, термічних та сорбційних властивостей залізовмісного сорбенту на основі палигорськіту. Методи. Для дослідження собентів використано РФА та мікроскопічні дослідження. Термічний аналіз проведено з метою уточнення структури матеріалів та встановлення температурних інтервалів сушіння та утилізації сорбентів. Для вивчення сорбційних властивостей матеріалів використано спектрофоториметричний метод. Результати. РФА отриманого матеріалу підтвердив, що частинки нанорозмірного нуль-валентного заліза закріпилися на поверхні палигорськіту. Трансмісійна електронна мікроскопія зразків підтвердила, що нанорозмірне нуль-валентне залізо утворює сферичні частинки, що розміщуються у вигляді агрегатів та ланцюгів. Отриманий композит характеризується рівномірним розподілом часточок нанорозмірного нуль-валентного заліза на поверхні палигорськіту. Термічний аналіз залізовмісного композиту на основі палигорськіту підтвердив, що до 170 °С відбувається виділення лише фізично зв’язаної води, що дозволяє обґрунтувати максимальну температуру сушіння матеріалу. Структурне перетворення мінералу починає відбуватися при температурі вище 960 °С. За цих умов відбувається утворення нових фаз, що підтверджує можливість утилізації відпрацьованих сорбентів за керамічною технологією. Екзотермічні ефекти, що відповідають температурам окиснення заліза у сорбентах дозволяють стверджувати, що розміри частинок заліза у залізовмісному композиті менша за розмір нанорозмірного нуль-валентного заліза, отриманого із розчину ферум(ІІ) сульфату. Ці дані, також підтверджують результати РФА. Сорбційні експерименти підтвердили, що синтезований композит ефективно видаляє Cr(VI) та U(VI) із водних середовищ при значеннях рН близьких до природних вод. Аналіз результатів сорбційних досліджень зразків висушених при температурах від 60 до 100 °C показав, що оптимальна температура сушіння залізовмісного композиту на основі палигорськіту за інших рівних умов синтезу становить 80 °C. Висновки. Вивчено структуру залізовмісного композиту. Встановлена максимальна температура сушіння синтезованих сорбентів та можливість утилізації відпрацьованих сорбентів по керамічній технології Підтверджено, що залізовмісний сорбент ефективно вилучає іонів важких металів та радіонуклідів з водних середовищ по сорбційно-відновлювальному механізму.
We showed in this work that there is a possibility of recycling the wastes derived from iron ore concentration by using glass technology. The compositions of new glass ceramics with high technological and decorative properties were developed. The influence of Al2O3, MgO and Na2O additives to the waste from ore benefication on the parameters of the synthesized glass and its crystallization products was studied. The optimal temperatures of synthesis, annealing and crystallization of glass samples in the systems (Fe2O3–FeO)–SiO2–Al2O3–Na2O and (Fe2O3–FeO)–SiO2–Al2O3–MgO were shown to be 1450100С, 500–6000С and 700–8000C, respectively. It was established that the redox conditions of crystallization of glasses in the system (FeO–Fe2O3)–SiO2–Al2O3–Na2O strongly affect the nature of the iron-containing phases that are formed: oxidative conditions favors the formation of hematite (Fe2O3) and aegirinite (Na2OFe2O34SiO2), whereas reducing conditions contributes to the formation of wustite (FeO) and fayalite (2FeOSiO2). In the system (FeO–Fe2O3)–SiO2–Al2O3–MgO under both oxidative and reducing conditions of crystallization, the same crystalline phases appear: olivine (2(Mg,Fe)OSiO2), hercin (FeOAl2O3) and iron metasilicate (FeOSiO2). It was shown that the crystallization of samples under reducing conditions allows producing materials with higher microhardness. The surface layer of glasses and glass ceramics exhibited less microhardness than their deep layers.
N. V. Zhdanyuk, , I. A. Kovalchuk, B. Yu. Kornilovych, , and
National Academy of Sciences of Ukraine (Co. LTD Ukrinformnauka) (Publications)
Nataliya Zhdanyuk, Irina Kovalchuk, and Borys Kornilovych
Private Company Technology Center
The synthesis of zerovalent nanodimension iron on the surface of montmorillonite and organomontmollonite by reducing aqueous solutions of Fe 2+ salts by sodium boronhydride was conducted. The results of RFA and IRspectroscopy indicate formation of a monolayer of SAS (HDTMA) both on the outer surface of the particles of montmorillonite and among structural packages of montmorillonite. In this case, organofilization of the surface contributes to the formation of more dispersed particles of zerovalent iron. The physical and chemical features of the processes of sorption cleaning of contaminated waters from chromium(VI) compounds using the obtained nanodispersed material were explored. It was established that the sorption of ions Cr(VI) by the composite adsorbent based on zerovalent iron and organomontmorillonite amounts to 120 mg/g of Fe, which significantly exceeds sorption for the original montmorillonite, organomontmorillonite, nanodimension iron and the composite sorbent based on montmorilonite and nanodimension iron. Based on the study of structural and rheological properties, it was established that with the content of iron in sorbent equal to 0,037÷0,146 %, the suspension remains resistant to aggregation and sedimentation. This, together with their rather high sorption characteristics, makes it appropriate to use aqueous dispersions of organomontmorillonite with the applied layer of the synthesized highly dispersed reactive material when cleaning ground waters from ions of heavy metals (chromium) using the latest environmental technologies based on pumping aqueous dispersions of nanomaterial into contaminated layers of soil.