СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ КАРБАМИДА, ФОРМАЛЬДЕГИДА И АМИНОУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ ПРИ ПОМОЩИ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ И СКАНИРУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА
Аннотация
В статье представлена формула синтезированного нами полиамфолита – ионообменного сорбента (МФА), полученного реакцией поликонденсации мочевины, формальдегида и аминоуксусной кислоты. Изучено влияние рН среды и температуры проведения реакции на молекулярную массу образовавшегося полимерного продукта. Проведено сравнение условий его синтеза с условиями получения ранее изученных ионообменных полиамфолитов такого же типа. Впервые зарегистрированы и исследованы ИК спектры комплексов полиамфолита с некоторыми d-элементами: ионами меди, никеля, цинка, кобальта и кадмия. Проведено сравнение этих спектров со спектрами самого полиамфолита – лиганда. Установлено, что в синтезированном сорбенте имеются внутри и межмолекулярные водородные связи гидроксильных групп, метиленовые фрагменты -СН2-, карбонильные группы –С=О как в составе цикла, так и в главной цепи, колебания связанных ОН-групп. Показано наличие амидного азота в полимерной цепи. На основании ИК спектров представлена схема синтеза полиамфолита путем поликонденсации исходных реагентов: формальдегида, мочевины (карбамида) и аминоуксусной кислоты (глицина). Приведены некоторые физико-химические свойства, результаты элементного анализа координационных соединений полученного полиамфолита с ионами пятью d-металлов (Cu(II), Zn(II), Ni(II), Со(II), Сd(II)). На основании анализа ИК спектров комплексов и их элементного анализа предположена общая структурная формула комплексных соединений МФА с указанными ионами. Строение поверхности полученного полиамфолита исследовано методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ анализ). Изображения, полученные этим методом, свидетельствуют о том, что данный ионообменник обладает очень хорошей высокой сорбционной емкостью или способностью поглощать ионы различных металлов.
Для цитирования:
Эрмуратова Н.A., Тураев Х.X., Корнилов К.Н., Роева Н.Н. Синтез и изучение комплексообразующего сорбента на основе карбамида, формальдегида и аминоуксусной кислоты при помощи ИК-спектроскопии и сканирующего электронного микроскопа. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 9. С. 31-38. DOI: 10.6060/ivkkt.20226509.6626.
Литература
Beaugeard V. Acidic polymeric sorbents for the removal of metallic pollution in water: a review. React. Funct. Polym. 2020. P. 104599. DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2020.104599.
Khlaing Zo U, Yakovleva K.A., Kostromina N.V. Properties of modified epoxy resin ED-20. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. 2020. N 7 (230). Р. 114-116 (in Russian).
Yerofeyev V.T., Smirnov V.F., Kondakova I.E., Kaznacheyev S.V., Bogatov A.D. Biostability of epoxy polymer concretes modified with coal tar. Izv. TulGU. Tekhn. Nauki. 2013. N 7-2. P. 310-324 (in Russian).
Abdukarimov M.M., Yodgarov N., Becknazarov Kh.S., Dzalilov A.T. Anticorrosion Properties of Modified Gossypol Resin and Its Composite Coatings. Universum: Tekhnich. Nauki: Elektron. Nauchn. Zhurn. 2020. N 7(76). P. 85-89 (in Russian).
Bayburdov T.A., Shmakov S.L. Polymeric sorbents for collecting oil products from the surface of water bodies: a review of the Englishlanguage literature for 2000-2017. (part 2). Izv. Sarat. Un-ta. Nov. Ser. Ser. Khim, Biol., Ekolog. 2018. N 2. P. 145-156 (in Russian). DOI: 10.18500/1816-9775-2018-18-2-145-153.
Kasimov Sh.A., Turayev Kh.H., Dzhalilov A.T. Synthesis of a sorbent based on potassium di-(2-aminoethyl)-dithiophosphate and epichlorohydrin. Universum: Khim. Biol.: Elektron. Nauchn. Zhurn. 2017. N 9 (39). P. 16-21 (in Russian).
Yergozhin E.E. Redox ion exchangers. Status, problems and development prospects. Nauka Tekhnika Kazakhstana. 2001. N 1. P. 6-36.
Weidlich C., Mangold K.M., Jüttner K. Conducting polymers as ion-exchangers for water purification. Elec-trochim. Acta. 2001. V. 47. N 5. Р. 741-745. DOI: 10.1016/S0013-4686(01)00754-X.
Soldatov V.S. Chemically active textile materials as efficient means for water purification. Desalination. 1999. V. 124. N 1-3. Р. 181-192. DOI: 10.1016/S0011-9164(99)00103-4.
Zhang S., Tanioka A., Matsumoto H. Nanofibers as novel platform for high-functional ion exchangers. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2018. V. 93. N 10. Р. 2791-2803. DOI: 10.1002/jctb.5685.
Kohila N., Subramaniam P. Removal of Cr (VI) using polyaniline based Sn (IV), Ce (IV) and Bi (III) iodo-molybdate hybrid ion exchangers: Mechanistic and comparative study. J. Environ. Chem. Eng. 2020. V. 8. N 5. Р. 104376. DOI: 10.1016/j.jece.2020.104376.
Chubar N. New inorganic (an) ion exchangers based on Mg–Al hydrous oxides: (Alkoxidefree) sol–gel synthesis and characterization. J. Colloid Interface Sci. 2011. V. 357. N 1. Р. 198-209. DOI: 10.1016/j.jcis.2011.01.098.
Dzyazko Y.S. Polymer ion-exchangers modified with zirconium hydrophosphate for removal of Cd2+ ions from diluted solutions. Separat. Sci. Technol. 2013. V. 48. N 14. Р. 2140-2149. DOI: 10.1080/01496395.2013.794434.
Dzyazko Y.S. Electrodeionization of low-concentrated multicomponent Ni2+-containing solutions using organic–inorganic ion-exchanger. Desalination. 2014. V. 342. Р. 43-51. DOI: 10.1016/j.desal.2013.11.030.
Dzyazko Y.S. Composite ion-exchanges for the recycling of liquid waste of dairy industry. Ukrain. Chem. J. 2020. V. 86. N 5. Р. 38-52. DOI: 10.33609/2708-129X.86.5.2020.38-52.
Mikhelson K.N., Lewenstam A. Improvement of potentiometric selectivity of ion-exchanger based membranes doped with co-exchanger: origin of the effect. Sensors Actuators B: Chem. 1998. V. 48. N 1-3. Р. 344-350. DOI: 10.1016/S0925-4005(98)00069-0.
Kisiel A., Michalska A., Maksymiuk K. Bilayer membranes for ion-selective electrodes. J. Electroanalyt. Chem. 2016. V. 766. Р. 128-134. DOI: 10.1016/j.jelechem.2016.01.040.
Kasimov Sh.A., Turayev Kh.Kh., Dzhalilov A.T. Investigation of the process of complex formation of ions of some divalent 3d-metals synthesized by a chelating sorbent. Universum: Khim. Biolog: Elektron. Nauchn. Zhurn. 2018. N. 3 (45). P. 17-19 (in Russian).
Ermuratova N.A., Kasimov Sh.A., Turayev K.K. Synthesis and study of a chelating sorbent based on urea, formaldehyde and 2-aminopentanedioic acid. Universum: Tekhnich. Nauki: Elektron. Nauchn. Zhurn. 2021. N 4(85). P. 71-73 (in Russian). DOI: 10.32743/UniTech.2021.85.4-4.71-73.
Chorieva N., Ermuratova N., Turaev Kh., Kasimov Sh. Synthesis and research of chelate forming sorbent based on carbamide, formaldehyde, ditizone. Chem. Chem. Eng. 2021. N 4. Р. 19-23. DOI: 10.51348/RWHC65864.
Eshkurbonov F.B., Turayev K.K., Ermuratova N.A. Study of the ion-exchange capacity of whey and nitrogen-containing anion exchanger by the titrimetric method of analysis. Universum: Tekhnich. Nauki. 2019. N 4 (61). P. 49-51. (in Russian).
Kornilov K.N. Polymeric derivatives of phosphorus-organic acid amides and dihydric phenols: little studied substances with great prospects. Phosphorus, Sulfur, Silicon Related Elements. 2021. V. 196. N 7. Р. 605-615. DOI: 10.1080/10426507.2021.1901705.
Ermuratova N., Turaev Kh., Kasimov Sh., Rakhomov A. Synthesis and study of the complex-forming polyam-folite, based on modification formaldehyde resin car-bamide with amino acides. Vestn. Namangan. Un-ta Uz-bekistana. 2022. N 2. Р. 256-261 (in Russian).
Ermuratova N., Turev Kh., Khasimov Sh., Kornilov K.N. Synthesis and study of the IR spectrum of a com-plexing sorbent based on urea, formaldehyde and amino-acetic acid. Coll. of art. of the Internat. Res. Competition "Young Scientist 2022". Penza. 2022. P. 9-13 (in Russian).
Liaw D.-J., Zybin D.I., Prostyakova A.I., Yagudaeva E.Yu., Vikhrov A.A., Ishchenko A.A., Zubov V.P., Kapustin D.V. Static and dynamic sorption of nucleic acids and proteins on surface of sorbents modified with nanolayers of polymers. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 1. P. 4-22 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186101.5694.
