Адсорбция диклофенака на MIL-96 и MIL-100 из нейтральных водных растворов: моделирование процесса адсорбции

В последнее годы значительно возросло потребление диклофенака – нестероидного противовоспалительного средства с сильным обезболивающим и жаропонижающим действиями. Однако он является антропогенным загрязнителем из-за своей высокой стойкости к воздействию биологических систем очистки. В последнее время в области очистки сточных вод от различных органических загрязнителей, в том числе диклофенака, активно развиваются адсорбционные методы, поскольку они позволяют снизить остаточные концентрации вещества в растворе до уровня чувствительности физических методов В работе изучена адсорбция диклофенака из нейтральных водных растворов с использованием в качестве адсорбентов металлорганических координационных полимеров, MIL-96 и MIL-100, образованных ионами алюминия (III) и 1,3,5-бензолтрикарбоновой кислотой. Адсорбция была изучена при 20оС из растворов с рН=6.0-6.2, начальной концентрацией ДКФ 40-800 мг/дм3 и концентрацией адсорбента 1 мг/4 см3. Показана высокая адсорбционная ёмкость 473-541 мг/г изученных МОКП, позволяющая снизить остаточную концентрацию диклофенака натрия в растворе до уровня чувствительности УФ-спектроскопии. Максимальная величина адсорбции диклофенака на MIL-96 и MIL-100 равна 475 и 480 мг/г, соответственно. Все адсорбционные изотермы были L-типа. Экспериментальные изотермы адсорбции были проанализированы с помощью моделей Ленгмюра, Фрейндлиха и Темкина для описания распределения молекул диклофенака между адсорбентом и жидкостью. Были определены константы и параметры адсорбционных моделей. Полученные данные указывали на то, что адсорбция диклофенака протекает по механизму физической сорбции. Согласно модели Фрейндлиха поверхность MIL-96 имеет энергетически неэквивалентные адсорбционные центры по сравнению с MIL-100. Высокая микропористость MIL-96 по сравнению с MIL-100 способствовала протеканию на поверхности MIL-96 полислойной адсорбции диклофенака. Путем сопоставления среднеквадратичных отклонений (R2), сделан вывод о том, что модель Фрейндлиха лучше других описывает адсорбцию диклофенака на MIL-96, а модель Ленгмюра – адсорбцию диклофенака на MIL-100. Этот вывод так же согласовывался с различием их структурных и текстурных свойств.