СОРБЦИЯ ИОНОВ МЕДИ (II) В ГЕТЕРОФАЗНОЙ СИСТЕМЕ «ВОДНЫЙ РАСТВОР – МОДИФИЦИРОВАННАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА»
Аннотация
Разработан метод получения сорбента на основе целлюлозы, модифицированной углеродными нанотрубками. Установлены особенности сорбции ионов меди (II) в гетерофазной системе «водный раствор – модифицированная целлюлоза». Функционализация целлюлозы, предварительно обработанной эпихлоргидрином и этилендиамином, окисленными углеродными нанотрубками позволяет заметно повысить ее сорбционные свойства. Появление новых функциональных групп в структуре целлюлозного сорбента подтверждается данными инфракрасной спектроскопии. Микроскопические исследования по методу сканирующей электронной микроскопии показывают наличие изменений поверхностной структуры углеродных нанотрубок и сорбента на основе целлюлозы. Приведен элементный анализ поверхности образцов исходных и окисленных углеродных нанотрубок, а также модифицированной целлюлозы. Содержание кислорода в окисленных нанотрубках превышает его содержание в исходных образцах на 13,5%, а появление азота в составе модифицированной целлюлозы указывает на присоединение этилендиамина. Определение среднего размера нанотрубок проведено методом динамического рассеяния света. Распределение углеродных нанотрубок по размерам свидетельствует о том, что в процессе окисления их линейный размер уменьшается, что связано с разрывом углерод – углеродной связи и формированием на концах углеродных нанотрубок новых карбоксильных групп. Результаты кинетических исследований представлены в рамках моделей кинетики псевдопервого и псевдовторого порядков. Обнаружено, что более точное соответствие достигается при использовании модели псевдо-второго порядка. Обработка экспериментальных изотерм сорбции согласно уравнению Ленгмюра позволила определить предельную сорбционную емкость исходного и модифицированного сорбента. Обнаружено, что сорбционная емкость модифицированной целлюлозы превышает таковую для исходной целлюлозы более, чем в три раза.
Для цитирования:
Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Вокурова Д.А. Сорбция ионов меди (II) в гетерофазной системе «водный раствор – модифицированная целлюлоза». Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 12. С. 91-100. DOI: 10.6060/ivkkt.20236612.6814.
Литература
Noli F., Kapashi E., Kapnisti M. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. Р. 102985. DOI: 10.1016/j.jece.2019.102985.
Beni A.A., Esmaeili A. // Environ. Technol. Innovat. 2020. V. 17. Р. 100503. DOI: 10.1016/j.eti.2019.100503.
Yadav S., Yadav A., Bagotia N., Sharma A.K., Kumar S. // J. Water Process Eng. 2021. V. 42. Р. 102148. DOI: 10.1016/j.jwpe.2021.102148.
Rwiza M.J., Oh S.-Y., Kim K.-W., Kim S.D. // Chemosphere. 2018. V. 195. Р. 135-145. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.12.043.
Genis A.V., Kuznetsov A.V. // Ros. Khim. Zhurn. 2019. V. LXIII. N 1. Р. 27-46 (in Russian). DOI: 10.6060/ rcj.2019631.2.
Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Islyaikin M.К. // Can. J. Chem. 2019. V. 97. P. 621–628. DOI: 10.1139/cjc-2018.
Alekseeva O.V., Bagrovskaya N.A., Noskov A.V. // Protect. Metals Phys. Chem. Surf. 2019. V. 55(1) P. 15-20. DOI: 10.1134/S2070205119010027.
Fouda-Mbanga B.G., Prabakaran E., Pillay K. // Biotechnol. Rep. 2021. V. 30. P. 100609. DOI: 10.1016/j.btre.2021. e00609.
Li M., Zhang S., Cui S, Qin K., Zhamg Y., Li P., Cao Q., Xiao H., Zeng Q. // Separat. Purificat. Technol. 2021. V. 277. P. 1-12. DOI: 10.1016/j.seppur.2021.119493.
Klemm D. Comprehensive Cellulose Chemistry. V. 1: Fundamentals and Analytical Methods. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH. 1998. 263 р.
Anastopoulos I., Pashalidis I., Hosseini-Bandegharaei A., Giannakoudakis D.A., Robalds A., Usman M., Es-cudero L.B., Zhou Y., Colmenares J.C., Núñez-Delgado A., Lima É.C. // J. Molec. Liq. 2019. V. 295. P. 111684. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.111684.
Bagrovskaya N.A., Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Lilin S.A. // Protect. Metals Phys. Chem. Surf. 2010. V. 46(6). P. 692-696. DOI: 10.1134/S2070205110060110.
Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Gagina A.N. // Russ. J. Appl. Chem. 2010. V. 83 (10). Р. 1774-1780. DOI: 10.1134/ S1070427210100083.
Taksitta K., Sujarit P., Ratanawimarnwong N., Don-pudsa S., Songsrirote K. // Environ. Nanotechnol., Moni-toring Manag. 2020. V. 14. P. 100-389. DOI: 10.1016/ j.enmm.2020.100389.
Meretin R.N., Nikiforova Т.E. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 11. P. 118-125 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt. 20216411.6408.
Melezhik A.V., Smykov M.A. // Vestn. TGTU. 2018. V. 26. N 4. P. 918–924 (in Russian).
Stenkin Yu.A., Nesov S.N., Sokolov D.V., Korusenko P.M. // Omsk Nauch. Vestn. 2020. V. 3 (11). P. 106-110 (in Russian). DOI: 10.25206/1813-8225-2020-171-106-110.
D'yachkova T.P., Mishchenko S.V., Tkachev A.G., Gorsky S.Y., Melezhik A.V., Anosova I.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2013. V. 56. N 5. P. 82-88 (in Russian).
Buljarskii S.V., Basaev A.S., Saurov A.N. // Izv. Vuzov. Povolzh. Reg. 2008. N 1. P. 55–62 (in Russian).
Diachkova T.Y., Makarova I.A., Vaganova E.S., Da-vydova O.A., Mosunova T.V. // Vestn. YuUrGU. 2019. V. 11. N 2. P. 16-27 (in Russian). DOI: 10.14529/chem190202.
Akhnazarova S.L., Kafarov V.V. Methods of experiment optimization in chemical technology. M.: Vyssh. Shk. 1985. 327 p. (in Russian).
Ognev V.E., Khludneva A.O., Zakharchenko E.A., Zhilkina A.V., Dogadkin D.N., Kazin V.I., Tyurin D.A., Gromyak I.N., Kolotov V.P. // Russ. J. Analyt. Chem. 2023. V.78 (5). P. 553-565. DOI: 10.1134/S1061934823050106.
Tarasevich B.N. IK-spektry osnovnyh klassov organicheskih soedinenij. Spravochnye materialy. M.: MGU im. M.V. Lomonosova. 2012. 54 p. (in Russian).
Avfukova L.S., Belova T.P. // Usp.Sovr. Estsstvoznaniya. sci. 2021. N 6. P. 42-48 (in Russian). DOI: 10.17513/use.37639.
Reference book of the chemist. 1952. V. 3. P. 561 (in Rus-sian).
