СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИВИНИЛФОРМАЛЬДЕГИД-ТИОМОЧЕВИННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ПАЛЛАДИЮ(II)
Аннотация
Для концентрирования палладия(II) предложены полимерные сорбенты с тиомочевинными группами - ПВФ-ТМ, полученные сополимеризацией поливинилового спирта с формальдегидом и тиомочевинной. Для большего разрыхления поверхности в процессе синтеза сорбента ПВФ-ТМ в реакционную смесь вводили крахмал. Синтезированные полимерные материалы исследованы методом ИК-спектроскопии. Установлено, что в синтезированном сорбенте имеются ациклические группы СН2–О–СН2, транс-форма эпоксигруппы и –О–СН2–О–, группы тиомочевины =С=S в составе цепи, что подтверждает соконденсацию реагентов. Текстура поверхности сорбентов исследована методом сканирующей электронной микроскопии. Сорбенты имеют развитую неоднородную поверхность, образованную многочисленными разветвленными волокнами. Изучена термостойкость сорбентов. Показано, что сорбенты устойчивы до 200 °С на воздухе и при 50 °С в растворах 1М HCl. Исследованы закономерности извлечения палладия(II) синтезированными сорбентами. Количественное извлечение палладия(II) достигается в широком диапазоне кислотности от 2М HCl до pH 6. Время установления сорбционного равновесия не превышает 5 мин. Сорбционная емкость по палладию(II) составляет 227 мкмоль/г. Изотермы сорбции удовлетворительно описываются моделью сорбции Ленгмюра. Сорбционные свойства синтезированных поливинилформальдегид-тиомочевинных материалов по отношению к палладию сравнены со свойствами полимерных серосодержащих сорбентов, описанных в литературе. Преимуществом полученных сорбентов являются малые времена установления сорбционного равновесия и широкий диапазон кислотности растворов, из которых наблюдается количественное извлечение палладия(II). Данные сорбенты могут быть рекомендованы для концентрирования палладия(II) из техногенных (промывных и сточных) вод аффинажного производства и из растворов после переработки вторичных палладий содержащих материалов.
Для цитирования:
Дидух-Шадрина С.Л., Белякович Д.И., Лосев В.Н., Елсуфьев Е.В., Голубева Е.О. Синтез и изучение сорбционных свойств поливинилформальдегид-тиомочевинных материалов по отношению к палладию(II). Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 11. С. 57-64. DOI: 10.6060/ivkkt.20256811.7217.
Литература
Karpov Yu.A., Baranovskaya V.B. Problems of analytical control in production of rare and precious metals. Izv. Vuzov. Tsvetnaya Metallurg. 2018. V. 24. N 3. P. 19–35 (in Russian). DOI: 10.17073/0021-3438-2018-3-19-35.
Berdysh A.V., Vysotina A.E., Kalinin R.G., Troshkina I.D. Sorption of platinum elements by carbon composite from hydrochloric acid solution of the refining plant. Sorbts. Khromatograf. Protsessy. 2024. V. 24. N 4. P. 520–529 (in Russian). DOI: 10.17308/sorpchrom.2024.24/12408.
Vysotina A.E., Slepchenko G.B. Study of sorption of platinum, palladium and rhodium ions on a carbon sorbent. Sorbts. Khromatograf. Protsessy. 2023. V. 23. N 5. P. 848–857 (in Russian). DOI: 10.17308/sorpchrom.2023.23/11719.
Grazhulene S.S., Telegin G.F., Zolotareva N.I., Red’kin A.N. Determination of silver and palladium by atomic spectrometry after sorption concentration on carbon nanotubes. Zavodskaya Laboratory. Diagnostika Mater. 2015. V. 81. N 8. P. 5–10 (in Russian).
Eremina A.O., Golovina V.V., Sobolev A.A., Chesnokov N.V. Sorption of Palladium by Carbon Sorbents from Aque-ous Solutions. Zhurn. Sibir. Fed. Univ. Khim. 2015. V. 8. N 4. P. 541–549 (in Russian). DOI: 10.17516/1998-2836-2015-8-4-541-549.
Buslaeva T.M., Ehrlich G.V., Volchkova E.V., Mingalev P.G., Panina N.S. Complexation during the sorption of palladium(II) ions by chemically modified silica. Zhurn. Neorg. Khim. 2022. V. 67. N 8. P. 1095–1107 (in Russian). DOI: 10.31857/S0044457X22080050.
Didukh-Shadrina S.L., Losev V.N., Maznyak N.V., Trofimchuk A.K. The use of silica with immobilized 2-nitroso-1-naphthol-4-sulfonic acid for the sorption-photometric determination of palladium. J. Analyt. Chem. 2019. V. 74. N 8. P. 738–743. DOI: 10.1134/S0044450219080061.
Buslaeva T.M., Volchkova E.V., Boryagina I.V. Application of nitrogen- and sulfur-containing chemically modified silicas for selective sorption of palladium. Tsvetnye Metal. 2024. N 1. P. 24–32 (in Russian). DOI: 10.17580/tsm.2024.01.03.
Khorozova O.D., Dalnova Yu.S., Babkin A.V., Melniko-va I.M., Tryastina A.S., Shukman E.S. Synthesis and physicochemical properties of 1-carboxy-2-/perhydro(1,3,5-dithiazine)/-5-ylethane during the sorption of heavy, noble, and rare earth elements. Sorbts. Khromatograf. Protsessy. 2024. V. 24. N 1. P. 76–87 (in Russian). DOI: 10.17308/sorpchrom.2024.24/12029.
Petrova Yu.S., Pestov A.V., Usoltseva M.K., Kapitanova E.I., Neudachina L.K. Methods for correction of selectivity of N-(2-sulfoethyl)chitosan-based materials towards platinum(IV) and palladium(II) ions. Separation Sci. Technol. 2019. V. 54. N 1. P. 42–50. DOI: 10.1016/j.seppur.2018.12.025.
Abilova U.M., Hashimova E.N., Chiragov F.M. Concentration and investigation of palladium (II) by a sorbent containing fragments of 3-nitro-4-sulfo aminobenzene. Modern Sci. 2020. V. 8. N 2. P. 25–31 (in Russian).
Ermakova T.G., Schaulina L.P., Kuznetsova N.P., Ratovsky G.V, Uzlova E.M., Prozorova G.F., Favorsky A.E. Sorption concentration of palladium by a nitrogen-containing heterocyclic copolymer. Russ. Chem. Bull. Int. Ed. 2017. V. 66. N 6. P. 1104–1108. DOI: 10.1007/s11172-017-1861-1.
Alifkhanova L.M., Lopunova K.Y., Marchuk A.A., Pe-trova Y.S., Pestov A.V., Neudachina L.K. Features of sorption concentration of noble metal ions by sulfoethylated aminopolymers. Zhurn. Neorg. Khim. 2021. V. 66. N 6. P. 814–821 (in Russian). DOI: 10.31857/S0044457X21060027.
Anpilogova G.R., Murinov Yu.I. Extraction of palladi-um(II) and platinum(IV) by heterochain complexing sorbents from model leaching solutions of spent industrial catalysts and spent refining solution. Zhurn. Prikl. Khim. 2021. V. 94. N 3. P. 324–331 (in Russian). DOI: 10.31857/S0044461821030063.
Birinci E., Gülfen M., Aydin A.O. Separation and recovery of palladium(II) from base metal ions by melamine-formaldehyde-thiourea (MFT) chelating resin. Hydrometallurgy. 2009. V. 95. N 1–2. P. 15–21. DOI: 10.1016/j.hydromet.2008.04.002.
Nakanishi Y., Hara Y., Miyamoto R., Nakanishi K., Kanamori K. Highly porous melamine-formaldehyde mono-liths with controlled hierarchical porosity toward application as a metal scavenger. Mater. Adv. 2021. V. 2. N 8. P. 2604–2608. DOI: 10.1039/D1MA00034A.
Muslu N., Gülfen M. Selective separation and concentration of Pd(II) from Fe(III), Co(II), Ni(II), and Cu(II) ions using thiourea-formaldehyde resin. J. Appl. Polym. Sci. 2011. V. 120. N 6. P. 3316–3324. DOI: 10.1002/app.33509.
El Khoueiry C., Giusti F., Lelong E., Arrachart G., Nsouli B. Thiourea resole polymers for recovery of noble el-ement. Hydrometallurgy. 2024. V. 223. N 2. P. 106–201. DOI: 10.1016/j.hydromet.2023.106201.
Gong B., Wang Y. ICP-AES determination of traces of noble metal ions preconcentrated and separated on a new polyacrylacylaminothiourea chelating fiber. Analyt. Bioanalyt. Chem. 2002. V. 372. N 4. P. 597–600. DOI: 10.1007/s00216-001-1207-5.
Zeytuncu B., Akman S., Yucel O., Kahraman M.V. Synthesis and Adsorption Application of in Situ Photo-Cross-Linked Electrospun Poly(Vinyl Alcohol)-Based Nanofiber Membranes. Water, Air, Soil Pollut. 2015. V. 226. N 6. P. 1–20. DOI: 10.1007/s11270-015-2326-5.
Atia A.A. Adsorption of silver(I) and gold(III) on resins derived from bisthiourea and application to retrieval of silver ions from processed photo films. Hydrometallurgy. 2005. V. 80. N 1-2. P. 98–106. DOI: 10.1016/j.hydromet.2005.07.004.
Yirikoglu H., Gülfen M. Separation and Recovery of Silver(I) Ions from Base Metal Ions by Melamine‐formaldehyde‐thiourea (MFT) Chelating Resin. Separat. Sci. Technol. 2008. V. 43. N 2. 376–388. DOI: 10.1080/01496390701787305.
Drogobuzhskaya S.V., Shirokaya A.A., Solov’ev S.A. Sorption extraction of platinum metals from chloride–sulfate and sulfate acidic solutions by polyacrylonitrile fibers FIBAN. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 11. P. 117–125 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196211.5982.
Аbduvаlievа M.Zh., Ermurаtovа N.А., Turаev Kh.Kh., Kornilov K.N., Kаsimov Sh.А. Synthesis аnd study of the properties of а complexing sorbent bаsed on carbamide, formаldehyde аnd bromcresol purple. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 3. P. 35–44 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246703.6949.
Ermuratova N.A., Turaev Kh.Kh., Kornilov K.N., Roeva N.N. Synthesis and study of a complexing sorbent, based on urea, formaldehyde and aminoacetic acid, using IR spectroscopy and scanning electron microscope. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 9. P. 31–38 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226509.6626.
