Об'єктом дослідження є бентонітові глини, основним породоутворюючим мінералом яких є монтморилоніт. Даний природний силікат проявляє сорбційну здатність до іонів важких металів завдяки високій катіонообмінній ємності та питомій поверхні. Одним з найбільш проблемних місць використання монтморилоніту в сорбційних процесах є здатність до набухання у водних середовищах. Це значно ускладнює відділення відпрацьованого сорбенту від очищеної води. Для усунення даного недоліку найчастіше використовують гранулювання з подальшою термічною обробкою. При цьому в якості структуроутворюючого агенту застосовують різні полімерні сполуки. Такий прийом призводить до значного зменшення питомої поверхні бентонітових глин, а значить, і погіршення їх сорбційних властивостей. В ході дослідження використовували метод модифікування поверхні монтморилоніту оксигідроксидами феруму (феригідритом). Отримані матеріали відрізняються технологічністю та підвищеною сорбційною здатністю по відношенню до сполук урану. Це пов'язано з тим, що при обробці поверхні бентонітових глин феригідритом можна отримати ефективні сорбенти, які втрачають здатність до набухання без термічної обробки. Нанесення шару ферумоксидних сполук на поверхню монтморилоніту привело до зміни параметрів поруватої структури отриманого композиту. Так, питома поверхня модифікованого зразку становить 250 м 2 /г, що значно перевищує таку для вихідного мінералу (89 м 2 /г). При цьому у 2,8 рази збільшився середній розмір пор. Показано, що внаслідок обробки поверхні монтморилоніту феригідритом відбувається зростання сорбційної здатності матеріалів щодо сполук урану зі збільшенням вмісту заліза на поверхні: від 0,42 мг/г для вихідного монтморилоніту до 10,13 мг/г для модифікованого зразку. Встановлено, що присутність конкурентних металів (As, Mn, Co, Cd, Cr) в мінералізованих водах в еквімолярних кількостях не призводить до суттєвої зміни величин адсорбції урану на бентоніт/ферумоксидних композитах.Ключові слова: очищення води, сорбція урану(VI), бентоніт, монтморилоніт, оксигідроксиди заліза, мінералізовані води, важкі метали.

We studied the main physicochemical features of removing of arsenate from contaminated waters utilizing stabilized nanoscale iron. An inorganic kaolinite matrix was used for stabilization. The structure of adsorbents was studied using some physicochemical methods (X-ray powder diffraction and the low-temperature N2 adsorption-desorption method). It was found that the efficiency of the removal of arsenic (V) ions depends on the weight ratio of iron nanopowder to kaolinite, whereas it does not depend on the pH of the water systems in a wide range. Kinetics data were analyzed using pseudo-first-order and pseudo-second-order models. It was stated that the removal of arsenic by iron-containing composites based on kaolinite occurs relatively rapid. The adsorption kinetic was appropriately described by the pseudo-second-order model, indicating the high affinity of arsenates with the surface of the iron-containing nanocomposite. The results demonstrated that the obtained materials have a much higher sorption capacity to As(V) ions than natural silicates. The Langmuir and Freundlich isotherm equations provided good fittings for the experimental sorption data. It was shown that the sorbents based on stabilized nanoscale iron effectively remove toxic arsenic ions from contaminated water.

The development of effective sorbents based on cheap natural raw materials for water purification from synthetic organic dyes is an important environmental problem. It is known that layered silicates are distinguished by mechanical strength, thermal and chemical resistance, high dispersion, ion exchange, availability and low cost. However, the main disadvantage of natural clays is their insufficiently high sorption capacity with respect to organic toxicants. Therefore, to increase it, the surface of clay minerals is modified by various physical and chemical methods. The object of study is kaolin from the Glukhovets deposit (Ukraine), the main rock-forming mineral of which is kaolinite. After its thermal modification followed by acid activation with chloride acid, sorbents with sufficiently high structural-sorption properties and increased sorption capacity with respect to the synthetic organic dye, methylene blue, are obtained. The influence of the conditions for the synthesis of ceramic materials on the physicochemical features of the dye removal from the aqueous medium is studied. The dependence of the values of methylene blue sorption by silicate sorbents on the temperature of kaolin treatment and the concentration of chloride acid, which was used for its acid activation, is studied. It has been established that the specific surface of the obtained samples is significantly affected by both the kaolin treatment temperature and the concentration of perchloric acid. Thus, under certain experimental conditions, sorption materials were obtained with a specific surface area of 140 m2/g, which significantly exceeds that for the original kaolin, which is 9 m2/g. A significant increase in the sorption capacity of acid-activated samples compared to the original clay and heat-treated forms was established. The value of the maximum sorption of methylene blue for acid-activated samples exceeds that for natural kaolin by almost 2 times and reaches 16 mg/g.