IT-Reviews    

СОРБЦИЯ ИОНОВ МЕДИ (II) ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫМ КАТИОНИТОМ НА ОСНОВЕ БЕНТОНИТА

c78089d0 Источник:
Акимбаева А.М. Ергожин Е.Е. Товасаров А.Д. Статья в формате PDF 251 KB Сорбционные методы концентрирования и разделения неорганических ионов занимают одно из ведущих мест в химическом анализе. Проводятся разработки и изучаются свойства новых материалов. Известные сорбенты можно разделить на две большие группы: неорганические вещества - алюмосиликаты, оксиды, сульфиды; соединения на основе органических полимеров, содержащие ионообменные или комплексообразующие группы. На стыке этих двух групп находятся сорбенты с неорганической основой с нанесенным на поверхность органическим веществом - модификатором. Интерес к ним вызван специфическими свойствами последних: неорганический каркас придает им такие свойства, как высокую скорость установления сорбционного равновесия (в случае широкопористых носителей), ненабухаемость, термическую и радиационную устойчивость, механическую прочность; органический модификатор обеспечивает селективность и полноту связывания ионов. Сравнительно давно используются сорбенты с адсорбционными связями между модификатором и носителем. Слабая фиксация органического вещества на поверхности носителя и как следствие этого смывание его при контакте с раствором является основным недостатком последних. Эта проблема решается использованием кремнеземных сорбентов с ковалентно закрепленными лигандами [1-3]. Однако из-за сложности их синтеза они не получили широкого распространения. Значительные перспективы для сорбции и концентрирования ионов различных металлов открывают минерально-органические материалы на основе природных алюмосиликатов [4,5].

В настоящей работе приведены результаты изучения сорбции ионов меди (II) органоминеральным катионитом на основе бентонита.

Исследуемый катионит получали полимеризацией акриловой кислоты на поверхности кислотоактивированного бентонита (Казахстан) [6]. Содержание углерода, по данным элементного анализа, составляет 3,44 %, привес полимера - 13 %. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору КОН - 7,5 мг-экв/г.

Сорбцию ионов меди (II) из растворов различных концентраций изучали в статических условиях при комнатной температуре (60 мин, V=5 мл, mc=0,1 г). После проведения сорбции осадок отфильтровывали и определяли содержание ионов металла в равновесной жидкой фазе атомно-адсорбционным методом. Степень извлечения (R, %) рассчитывали по формуле:

R=(Qисх-Qк)Ч100/Qисх,

где Qк - количество ионов металла в исходном растворе; Qк - количество ионов металла, найденное после сорбции в водной фазе.

При изучении закономерностей сорбции ионов металлов анализируют влияние различных факторов на емкость ионита, из которых важное значение имеет зависимость равновесной емкости по ионам металла от равновесной концентрации его в растворе. Установлено, что количество поглощенных ионов Cu2+ возрастает по мере увеличения концентрации исходного раствора и достигает 16,9 мг/г при содержании ионов меди в нем 0,5 г/л (V=10 мл, mc=0,1г). При этом степень извлечения составляет 99,2 %.

Эффективность сорбции во многом определяется кинетикой процесса. Установлено, что равновесие в распределении ионов металла между твердой фазой и раствором при комнатной температуре устанавливается для органоминерального катионита за 30 мин, при этом ионы меди извлекаются наиболее полно (99,5 %), чем на КБ-4 (95,0 % за 60 мин). Высокая удельная поверхность (265 м2/г) природного минерала обусловливает быструю сорбцию катионов (60 % за 15 мин). Однако наличие химически активных групп на поверхности модифицированного бентонита определяет его высокие обменные свойства.

Хорошо выраженная зависимость степени извлечения катионов металла от рН обусловливается типом иона металла и поверхностными характеристиками сорбента. В некоторых случаях это связано с равновесной константой реакции иона металла [7]:

Me2+ + Н2О      MeОН++

В большинстве случаев зависимость степени сорбции от кислотности среды определяется стабильностью комплексов катионов металла с поверхностными группами сорбента. Извлечение ионов меди (II) из раствора исследуемым катионитом, содержащим на поверхности карбоксильные группы может осуществляться за счет образования как ионной, так и координационной, а в некоторых случаях только координационной связи, энергия которой определяет селективность ионита по отношению к компонентам раствора. Количество привитых групп, способных реагировать с ионами металла, существенно зависит от кислотности среды. Изучение влияния рН на сорбцию ионов металла органоминеральным катионитом и КБ-4 показадо, что процесс начинается еще в кислой области, и степень извлечения возрастает от 49,6 до 99,7 % (8,45-16,80 мг/г), а для промышленного катионита в аналогичных условиях извлекается 26,0-92,0 % (7,45-15,11 мг/г) ионов меди. Степень извлечения достигает максимальных значений при рН>5, где предполагается, что высокая устойчивость комплекса, так как при низких значениях рН сорбент находится в протонированном состоянии. Однако в этом случае обычно образуются гидролизованные формы металла. В процессе сорбции использовали катионит в Н+-форме, поэтому отмечалось понижение величины рН равновесного раствора за счет перехода протонов в раствор при координации ионов меди с карбоксильными группами сорбента.

Известно [7], что величина рН 50 %-ной сорбции ионов (рН1/2) является характеристикой сродства данного сорбента к иону металла, так как [Н]1/2≈КМН, где КМ, КН- константа устойчивости комплекса и протонизации лиганда соответственно. Установлено, что 50 %-ное извлечение ионов металла наблюдается уже при рН 1, что свидетельствует о высоком сродстве изучаемого катионита к ионам меди. Это значительно выше, чем для исследованных раннее сорбентов на основе модифицированных комплексообразующими лигандами силикагелей [7].

Разнообразие практических задач выделения и разделения ионов определяет необходимость изучения сорбции ионов из различных сред. При этом эффективность сорбента обусловлена его избирательностью по отношению к тем или иным компонентам раствора. Для определения возможности извлечения ионов меди из растворов, содержащих ионы никеля и кобальта с суммарной концентрацией всех ионов 0,375 г/л исследовали влияние продолжительности процесса на степень извлечения каждого катиона. Найдено, что органоминеральный катионит по сорбционной активности не уступает промышленному сорбенту. Кинетика процесса извлечения ионов цветных металлов на исследуемых сорбентах является замедленной, за 120 мин поглощение ионов меди происходит на 90 % на модифицированном бентоните и 79,5 % на КБ-4.

Количественной мерой практической применимости сорбента для концентрирования того или иного иона является коэффициент распределения этого иона (D, мл/г). Для оценки селективности сорбционного процесса с участием исследуемого и промышленного сорбента проводили сорбцию Cu2+ из растворов, содержащих примесные ионы цветных металлов. Полученные данные показывают, что органоминеральный катионит проявляет некоторую избирательность по отношению к ионам меди по сравнению с КБ-4. Представленные значения коэффициентов распределения изменяются в следующем ряду Cu2+ > Ni2+ Co2+.

В результате проведенных исследований установлено, что бентонит, содержащий на поверхности привитые группы полиакриловой кислоты, в сопоставимых условиях значительно лучше извлекает ионы меди (II) по сравнению с природным минералом и может с успехом заменить промышленные марки сорбентов. Эффективность катионита при селективном извлечении ионов исследуемого металла позволяет проводить сорбцию из растворов, содержащих примесные ионы цветных металлов.

Список литературы

  1. Лосев В.Н., Буйко Е.В., Елсуфьев Е.В., Грофимчук А.К. //Химико-экологические проблемы центрального региона. Росc.: Сборник статей по материалам I Всероссийской научной конф., орел, 2003Т.1 Орел: ОРЛИК. 2003 с.57-59.
  2. Трофимчук А.К., Комозин П.Н. //ЖАХ. 2004.Т59. №6. С. 614-620.
  3. Рябушко О.П., Зайцева Г.Н. //Укр. хим. журн. 1990. Т.56. №3. С.267-271.
  4. Шапкин Н.П., Завъялов Б.Б., Скобун А.С. и др. //Изв. Вузов. Химия и химическая технология. 2003. Т.46. №2. С.101-104.
  5. Ергожин Е.Е., Акимбаева А.М., Габдулина Ю.Р.//Материалы 2 междунар. конф. «Металлургия цветных и редких металлов. Красноярск. 9-12 сентября 2003.Т.2. С.87-88.
  6. Ергожин Е.Е., Акимбаева А.М., Товасаров А.Д. //Пластич. массы. 2005. №10. С.27-29
  7. Салдадзе К.М., Копылова В.Д., Меквабишвили Т.В. и др. //Координационная химия. 1976. Т.2.Вып.3. С.382-385.



Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 97 KB...

15 09 2020 5:17:40

СТОЛЯРОВ СТАНИСЛАВ ПЕТРОВИЧ

Статья в формате PDF 225 KB...

13 09 2020 21:39:42

Проблема перевода слов – реалий

Статья в формате PDF 327 KB...

12 09 2020 2:12:34

ВИНОКУРОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ

Статья в формате PDF 285 KB...

11 09 2020 12:45:26

ПРОПАГАНДА ПРАВОВЫХ ЗНАНИЙ В ВУЗЕ, КОЛЛЕДЖЕ, ШКОЛЕ

Статья в формате PDF 125 KB...

02 09 2020 3:45:30

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ ИЗ ПИЖМЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

Статья в формате PDF 193 KB...

24 08 2020 2:26:55

ВИНДЖАММЕРЫ – «ВЫЖИМАТЕЛИ ВЕТРА»

Статья в формате PDF 412 KB...

23 08 2020 14:53:19

ЯКУТСКАЯ ПОРОДА ЛОШАДЕЙ В ДРУГИХ РЕГИОНАХ РОССИИ

Статья в формате PDF 276 KB...

18 08 2020 13:39:40

БИЗНЕС-ПЛАН: СТРАТЕГИЯ И ТАКТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ

Статья в формате PDF 112 KB...

14 08 2020 10:20:59

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЫСОКОКРЕМНИСТЫХ ДОБАВОК НА КАЧЕСТВО ПТИЦЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

Изучено влияние высококремнистых природных добавок на качество птицеводческой продукции. Установлено, что включение природных добавок в рацион кур-несушек улучшает прочность скорлупы, что непосредственно ведет к снижению процента боя яиц, повышению инкубационных показателей яиц и увеличению процента вывода цыплят. ...

13 08 2020 0:53:36

РОЛЬ ГОСУДАРСТВА В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ

Статья в формате PDF 277 KB...

10 08 2020 4:13:23

Гиперболическая модель задачи о фазовом переходе

Статья в формате PDF 117 KB...

02 08 2020 18:28:38

УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БЛОЧНО-МОДУЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 157 KB...

31 07 2020 1:12:43

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ В СЛОЖНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ «ХИЩНИКЖЕРТВА»

В настоящей работе рассматриваются сложные иерархические системы «хищник -жертва - продуцент». В основу исследования таких систем положены достаточно хорошо известные экспериментальные данные, собранные компанией « Гудзонов залив» за более чем столетний период. На нижнем уровне сложной иерархической системы исследуется влияние солнечного потока на скорость роста продуцентов (деревьев, кустарников и т.д.). Показана возможность стохастических колебаний в многоуровневой системе. Подтверждена ранее высказанная гипотеза о возможности колебаний в системе «жертва -продуцент». Математическая модель описывает широкий спектр процессов и явлений, которые характерны для сложных экологических систем. ...

21 07 2020 23:24:46

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ МОРСКИХ ПОРТОВ

Статья в формате PDF 110 KB...

13 07 2020 13:46:23

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СПОРТСМЕНОК ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШЕЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ НА ОЛИМПИЙСКОЙ ДИСТАНЦИИ

В статье отражены результаты комплексного исследования подготовленности спортсменок, специализирующихся в беге на 300-400 м с барьерами. Дан анализ статистически достоверных различий по педагогическим, физиологическим и биометрическим показателям в ответственейший момент спортивной карьеры - момент перехода с «детской» дистанции (бега на 300 м с барьерами) на олимпийскую дисциплину (400 м с барьерами). Выявлены взаимосвязи между различными сторонами подготовленности: физической, функциональной и технической. Представленный материал можно использовать в виде модельных характеристик для девушек в возрасте 15-16 лет и закономерностей становления спортивного мастерства при уточнении Учебной программы для детско-юношеских спортивных школ, специализированных детско-юношеских школ олимпийского резерва и школ высшего спортивного мастерства по разделу « Барьерный бег». ...

07 07 2020 22:33:41

ОСНОВЫ АНЕСТЕЗИОЛОГИИ И РЕАНИМАЦИИ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 104 KB...

03 07 2020 14:31:32

Пимнева Людмила Анатольевна

Статья в формате PDF 148 KB...

27 06 2020 14:13:33

ХЕМОКИНЕТИКОТРОПНЫЕ СВОЙСТВА АТФ

Статья в формате PDF 88 KB...

25 06 2020 22:33:27

ЭМОТИВНЫЙ КОНЦЕПТ «ОБИДА» В ХУДОЖЕСТВЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

В статье на основе материала « Национального корпуса русского языка» дан анализ вербальному и невербальному воплощению эмотивного концепта «обида» в художественном тексте. На языковом уровне рассмотрена сочетаемость лексемы «обида» с другими словами-эмотивами. На неязыковом уровне охарактеризованы невербальные компоненты проявления данной эмоции (плач, взгляд, жесты). Представленный анализ позволяет сделать вывод о национальной специфики данного чувства. ...

24 06 2020 4:51:48

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРУЖИННЫХ ТРАНСПОРТЕРОВ

Статья в формате PDF 114 KB...

19 06 2020 19:53:57

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ОСНОВАНИЯ СТЕРЕОХРОНОДИНАМИКИ

Статья в формате PDF 161 KB...

18 06 2020 13:16:49

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ

Статья в формате PDF 115 KB...

12 06 2020 2:17:24

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА СТИРКИ НА ОСНОВЕ ВЛИЯНИЯ ПАВ

Статья в формате PDF 106 KB...

11 06 2020 23:20:31

ОПТИМИЗАЦИЯ UTRA АЛГОРИТМА МЯГКОГО ХЭНДОВЕРА СЕТИ WCDMA

Статья в формате PDF 221 KB...

09 06 2020 11:15:14

ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКЦИИ ЦИТОКИНОВ ПРИ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ

По мере прогрессирования В И Ч-инфекции наблюдается дисбаланс в выработке цитокинов, характеризующийся переключением Тh-1 ответа на Тh-2. Это, в свою очередь, приводит к прогрессированию иммуносупрессии и развитию оппортунистических инфекций. Определено, что IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-10 и TGFβ могут обладать разнонаправленным действием в зависимости от локальных условий. Оценка иммунологических параметров может определять прогноз развития заболевания и коpрегировать интенсивность противовирусной терапии. ...

05 06 2020 10:46:32

К ТЕОРИИ ВИНТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СИЛ

Статья в формате PDF 376 KB...

29 05 2020 1:19:23

О НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ НА ПОСТТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ

Получены сведения о начальных стадиях развития. Согласно профильно-генетической классификации почв техногенных ландшафтов [5] морфологически выделены элювиоземы инициальные, эмбриоземы инициальные и органо-аккумулятивные. Экспериментально показано, что выделение этих типов почв вследствие низкой скорости почвообразования пока возможно только по почвенно-биологическими показателями. Установлено, что микробное сообщество молодых почв на отвалах Мирнинского Г О К имеет характерные черты для начальной стадии почвообразования: более высокую в сравнение зональной почвой численность; низкую активность утилизации целлюлозы; низкую инвентарную. Последнее свидетельствует о низкой скорости формирования органо-минерального комплекса почвы. Выявлено, возможности дифференциации типов молодых техногенных ландшафтов по способу субстратов поддерживать начальный рост тест растений. ...

27 05 2020 8:45:48

ПРИНЦИПЫ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ КОРРЕКЦИИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВ ПРИ ИШЕМИЧЕСКОМ ПОВРЕЖДЕНИИ МИОКАРДА

В опытах на беспородных белых крысах с экспериментальной ишемией миокарда в динамике наблюдений отмечено снижение уровня А Т Ф и креатинфосфата в гомогенатах миокарда на фоне подавления активности сукцинатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, аспартатаминотрансферазы. Достигнуты положительные метаболические эффекты при введении ишемизированным животным неотона – донатора макроэргических связей и оказывающего активирующий эффект на ферменты гликолиза и цикла трикарбоновых кислот в динамике патологии. ...

25 05 2020 2:16:24

Внутривидовое разнообразие Yersinia pestis

Статья в формате PDF 131 KB...

19 05 2020 0:14:37

О НАХОЖДЕНИИ ОБЪЕМОВ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Статья в формате PDF 271 KB...

17 05 2020 11:42:30

ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ПРОБЛЕМЫ МОРФОРОЛИИ»

Статья в формате PDF 86 KB...

09 05 2020 15:34:13

АНДРЕЕВА МАРИЯ АНДРЕЕВНА

Статья в формате PDF 84 KB...

24 04 2020 18:28:14

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!