Mālu minerālu un humusvielu kompozītmateriālu fizikāli ķīmiskās īpašības un pielietojums

Abstract

Bakalaura darba mērķis ir izstrādāt māla minerālu un humusvielu kompozītmateriālus un raksturot iegūtos produktus perspektīvai izmantošanai notekūdeņu attīrīšanā. Pētījuma ietvaros izvēlēti trīs rūpnieciski ražoti māla minerāli (kaolinīts, montmorilonīts un bentonīts), kas tika modificēti ar trīs veidu humusvielām (laboratorijas apstākļos ekstrahētām augstā purva kūdras humusvielām, lignīta humīnskābēm un kālija humātu, kas ir rūpnieciski ražoti). Humusvielu sorbcija uz māla minerāliem tika pētīta atkarībā no māla minerālu un humusvielu veida, humusvielu koncentrācijas, vides pH un sorbcijas laika. Iegūto produktu sorbcijas spēja tika pētīta, par modeļa piesārņotājvielu izmantojot hlorpromazīna hidrohlorīdu. Iegūto kompozītmateriālu īpašības tika raksturotas ar Furjē transformācijas infrasarkanās gaismas spektroskopijas (FTIS), rentgenstaru difraktometrijas (XRD), skenējošās elektronmikroskopijas (SEM) un termogravimetrijas (TG) metodēm. Iegūtie rezultāti liecina, ka kompozītmateriālu izstrādei visefektīvāk izmantot augstā purva kūdras humusvielu sorbciju ir uz bentonīta un montmorilonīta māla minerāliem. Savukārt augstākā piesārņotājvielas sorbcija tika konstatēta uz bentonīta paraugiem - gan neapstrādātiem, gan piesātinātiem ar humusvielām.

The aim of the Bachelor’s thesis is to develop composite materials of clay minerals and humic substances and to characterise these products for a perspective use in wastewater treatment. In this research, three industrially produced clay minerals were chosen (kaolinite, montmorillonite, bentonite), which were modified with three types of humic substances (raised bog peat humic substances, industrially produced potassium humate and humic acid from lignite). The sorption on clay minerals was studied depending on the type of used clay and humic substances, concentration of humic substances, pH and sorption time. The properties of obtained materials were characterised with Fourier-transformation infrared spectroscopy (FTIR), X-Ray difractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetry (TG) methods. The obtained results indicate that raised bog peat humic substances sorbed onto bentonite and montmorillonite minerals are the most effective option for composite materials development. However, the highest sorption capacity of model pollutant was obtained with bentonite samples – both unmodified and modified.