Adsorption of Quinoline from Aqueous Solutions by Some Clays and Oxides

Abstract

The adsorption isotherms of quinoline from aqueous solutions by some clays and oxides varied from the S type for silica to a form somewhat similar to the Langmuir type for montmorillonite and silica-alumina. The adsorption reaction reached equilibrium in about 2 hr and was irreversible. X-ray powder diffraction studies showed that a single layer of molecules is adsorbed on montmorillonite and that the molecules lie either flat or in an upright position depending on surface coverage. The adsorption showed high sensitivity towards pH, attaining a maximum at pH 6. The decrease below pH 6 was due to competition with protons as well as to problems inherent in surface packing of positively charged quinoline molecules. The decrease above pH 6 is probably due to more exchangeable metallic cations on the surface leading to a favored sorption of water over organic molecules.

Резюме

Изотермы адсорбции хинолина из водных растворов некоторыми глинами и окисями изменялись от типа 3 для кремнезема до некоторой формы немного покожей на тип Лэнгмюра для монтмориллонита и кремнезема-глинозема. Реакция адсорбции достигала равновесия в течение 2 часов и являлась необратимой. Исследования путем рентгеновской порошковой дифракции показали, что одиночный слой молекул адсорбируется на монтмориллоните и что эти молекулы расположены либо параллельно либо перпендикулярно к поверхности, в зависимости от ее покрытия. Адсорбция является очень чувствительной к рН с максимумом при рН = 6. Уменьшение адсорбции при рН <6 было результатом конкуренции с протонами, а также результатом проблемой, присущих расположению положительно заряженных молекул хинолина на поверхности. Уменьшение адсорбции при рН >6 было, вероятно, результатом того, что более обменные катионы металла на поверхности благоприятствовали более адсорбции воды, чем органических молекул. [Е.С.]

Resümee

Die Isotherme der Chinolinadsorption aus wässrigen Lösungen durch einige Tone und Oxide variierte vom S-Typ für Siliziumdioxid bis zu einem Typ, der in etwa dem Langmuir-Typ für Montmorillonit und Siliziumdioxid-Aluminiumoxid ähnlich ist. Die Adsorptionsreaktion erreichte in etwa 2 Stunden das Gleichgewicht und war irreversibel. Röntgenpulverdiffraktometeruntersuchungen zeigten, daß eine einzige Molekülschicht an Montmorillonit adsorbiert wird. Dabei liegen diese Moleküle entweder flach oder sie stehen senkrecht, je nach Oberflächenbedeckung. Die Adsorption ist sehr stark vom pH abhängig und erreicht bei pH 6 ein Maximum. Eine Abnahme der Adsorption bei pH-Werten unter 6 wurde durch die Konkurrenz mit Protonen bedingt sowie durch Probleme, die mit der Oberfiächenbedeckung durch positiv geladene Chinolinmoleküle zusammenhängen. Die Abnahme der Adsorption bei einem pH über 6 hängt wahrscheinlich mit dem leichter austauschbaren Metallkationen auf der Oberfläche zusammen, wodurch eher Wasser als organische Moleküle adsorbiert werden. [U.W.]

Résumé

Les isothermes d'adsorption de quinoline à partir de solutions aqueuses de certains argiles et oxides ont varié du type S pour la silice à une forme quelque peu semblable au type Langmuir pour la montmorillonite et l'alumine-silice. La réaction d'adsorption a mis à peu près 2 heures pour être équilibrée, et était irréversible. Des études de diffraction poudrée aux rayons-X ont montré qu'une seule couche de molécules est adsorbée sur la montmorillonite et que les molécules sont soit allongées soit debout dependant de la couverture de surface. L'adsorption s'est montrée très sensible au pH, atteignant un maximum de pH =6. Le décroissement sous pH 6 était dû à la competition avec des protons ainsi qu’à des problèmes impliqués dans l'empilement de surface de molécules de quinoline chargées positivement. Le décroissement au delà du pH 6 est probablement dû à des cations metalliques plus facilement échangeables à la surface, menant à une sorption favorisée d'eau par rapport aux molécules organiques. [D.J.]