Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане
Представляло интерес изучение адсорбции на силико-поливинилсилоксане других анионных красителей, различающихся своими структурными особенностями, а также выяснение влияния среды (рН, полярный растворитель) на степень использования при адсорбции поверхности адсорбента....
Збережено в:
| Дата: | 1984 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1984
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183251 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане / Ф.Г. Лупашку, Т.И. Денисова, В.М. Ропот // Украинский химический журнал. — 1984. — Т. 50, № 3. — С. 260-264. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-183251 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1832512022-02-08T01:26:25Z Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане Лупашку, Ф.Г. Денисова, Т.И. Ропот, В.М. Неорганическая и физическая химия Представляло интерес изучение адсорбции на силико-поливинилсилоксане других анионных красителей, различающихся своими структурными особенностями, а также выяснение влияния среды (рН, полярный растворитель) на степень использования при адсорбции поверхности адсорбента. 1984 Article Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане / Ф.Г. Лупашку, Т.И. Денисова, В.М. Ропот // Украинский химический журнал. — 1984. — Т. 50, № 3. — С. 260-264. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183251 541.183+546.287 ru Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Лупашку, Ф.Г. Денисова, Т.И. Ропот, В.М. Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане Украинский химический журнал |
| description |
Представляло интерес изучение адсорбции на силико-поливинилсилоксане других анионных красителей, различающихся своими структурными особенностями, а также выяснение влияния среды (рН, полярный растворитель) на степень использования при адсорбции поверхности адсорбента. |
| format |
Article |
| author |
Лупашку, Ф.Г. Денисова, Т.И. Ропот, В.М. |
| author_facet |
Лупашку, Ф.Г. Денисова, Т.И. Ропот, В.М. |
| author_sort |
Лупашку, Ф.Г. |
| title |
Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане |
| title_short |
Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане |
| title_full |
Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане |
| title_fullStr |
Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане |
| title_full_unstemmed |
Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане |
| title_sort |
адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1984 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183251 |
| citation_txt |
Адсорбция водорастворимых красителей на силико-поливинилсилоксане / Ф.Г. Лупашку, Т.И. Денисова, В.М. Ропот // Украинский химический журнал. — 1984. — Т. 50, № 3. — С. 260-264. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT lupaškufg adsorbciâvodorastvorimyhkrasitelejnasilikopolivinilsiloksane AT denisovati adsorbciâvodorastvorimyhkrasitelejnasilikopolivinilsiloksane AT ropotvm adsorbciâvodorastvorimyhkrasitelejnasilikopolivinilsiloksane |
| first_indexed |
2025-07-16T03:08:45Z |
| last_indexed |
2025-07-16T03:08:45Z |
| _version_ |
1837771342267547648 |
| fulltext |
В дальнейшем из-за более слабых кислотных свойств протонов
аммиака амминокомплексы взаимодействуют с молекулами воды также
сильно, как акваионы, чем и объясняется изменение взаимного порядка
расположения сорбционных изотерм для закомплексованной и соответ
ствующей незакомплексованной ионной форм после их пересечения.
С учетом приведенных в [1] и полученных в настоящей работе
данных для Аg+-формы предельная сорбционная способность ап (при
P/Ps-+l) ионных форм карбоксилсодержащеговолокна ВИОН КН .. l
убывает в ряду K+>Sr2+>Ca2+>Na+>Li+>H+>Co2+>Ni2+>Cu2+>
> [Со(NНз)n]2+> [Ni(NНз)n]2+> [Сu(NНз)n]2+>Аg+. Этот ряд сов
падает с порядком изменения сорбционной способности по отношению
к парам воды гранулированных карбоксилсодержащих ионитов [12],
а ионитные комплексы закономерно располагаются в самом конце ряда
между Сц-т-формой и слабодиссоциированной Аg+-формой исследован
ного ионообменного волокна.
1. Евенко Г. Н., Кац Б. л,1 .. Малиновский Е. К. Гидратация карбоксилсодержащего
ионообменного волокна на основе полиаКрИJIонитрила.- Укр, ХИМ. журн., 1977, 43,
N2 12, с. 1266-1267.
2. Зверев М. П. Хемосорбционные BOJlOKHa.- М. : ХИМИЯ, 1981.- 192 с.
3. Бабка А. К; Пялницкий и. В. Количественный анализ.- М. : Высш, школа, 1968.
415 с.
4. Конкин В. Д., Жихарева В. и. Комплексометрический анализ.- К. : Гостехиздат,
1962.-78 с.
5. Климова В. А. Основные микромегоды анализа органических соединениЙ.- М. : Хн
мия, 1975.- 178 с.
6. Влияние аммиака на сорбцию ионов двухвалентных металлов катионитами и по
лиамфолитами различного типа / А. А. Блохин, Б. П Таушканов, Т. С. Мельникова,
В. А. Курчатов.-Журн. прикл. химии, 1982,55, .N2 5, с. 1017-1023.
7. Евенко г. Н., Кац Б. м, Малиновский Е. К. Сорбция водяного пара ионообменны
ми смолами в гидроксильной форме.- ИЗБ. вузов. Химия И хим. технология, 1977,
20, N2 3, с. 454-455.
8. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров.- М. : Изд-во иностр. лит., 1948.- Т. 1. 781 с.
9. Glueckauf Е., Kitt а. Р. А theoretical тгеаппегп о] cation exchangers. 3. The hydration
of cations in \polystyrenc sulphonates.- Ргос, Roy. Soc., 1955, 228, NQ 1174, р. 322
341.
10. Херинг Р. Хелатообразующие ионообмеННИI{И.- М. : Мир, 1971.- 279 с.
11. Boyd G. Е., Soldano В. А. Овгпопк free energir.s of Ion exchangers.- Z. Elektrochem.,
1953,57, N 3, S. 162-172.
12. Гидратация слабокислотного катионита КБ-4/ Е. Ф. Некряч, Н. В. Гороховатская,
Л. П. Аврамчук, О. д. Куриленко.- Укр. ХИМ. журц., 1968, 34, N2 12, с. 1245-1250.
Научно-исследовательскийинститут физики
Одесского государственногоуниверситета
УДI< 541.183+546.287
АДСОРБЦИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХКРАСИТЕЛЕЙ
НА СИЛИКО-ПОЛИВИНИЛСИЛОКСАНЕ
Ф. г. Лупашку, Т. и. Денисова, В. М. Ропот
Поступила 25.04.83
Синтетические адсорбенты на основе силикагеля и органокремнезема
перспективны для изучения адсорбции органических красителей из
растворов. Они являются новым классом адсорбентов с развитой удель
ной поверхностью, с чередующимися гидрофильными и гидрофобными
участками поверхности [1, 2] и представляют интерес как модельные
системы для изучения различных взаимодействий (специфических, не ..
специфических, их комбинаций) органических красителей, содержащих
функциональные группировки, с поверхностью адсорбентов.
В литературе практически отсутствуют сведения об адсорбции
анионных красителей на силико-полиорганосилоксане за исключением
работы [3], в которой исследовалось влияние различных факторов на
260 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1984, т. ·50, Х!! 3
адсорбцию кислотного зеленого антрахинонового силико-полиорганоси
локсанами различного состава. Представляло интерес изучение адсорб
ции на силико-поливинилсилоксане других анионных красителей, раз
личающихся своими структурными особенностями, а также выяснение
влияния среды (рН, полярный растворитель) на степень использования
при адсорбции поверхности адсорбента.
В качестве адсорбента использовали силико-поливинилсилоксан с
соотношением гидроксильных и гидрофобных компонентов 50:50
(сг-пвс 50: 50). Удельная поверхность адсорбента равна 360 м2/г .
В качестве адсорбатов использовали анионные красители прямой алый
(ПА) и кислотный синий антрахиноновый (КСА). Методика исследова
ний описана в работе [3], с соотношением твердой и жидкой фаз
1 : 800. Красители были очищены от неорганических и органических
примесей по [4]. Изотермы адсорбции были сняты из водных и водно
спиртовых растворов (10 О/О спирта об.), а также из слабокислых
растворов (рН 2,5 дЛЯ ПА и рН 3,5 для ксхг. Выбор этих значений
рН растворов анионных красителей обусловлен тем, что при подкисле
нии их до рН 2 дЛЯ ПА и рН 3 дЛЯ КСА состояние красителей в рас
творе не менялось, о чем свидетельствовало постоянство оптической
плотности растворов. При более низких значениях рН наблюдалось из
менение оптической плотности вследствие изменения состояния форм
красителей в растворах. Из приведенных структурных формул красите
лей видно, что ПА и КСА отличаются по составу и строению:
СО-СНа
О 1
NаОзS 11 SОзNа NH
1
/1/ "("I/'''ГNН-С-НN-(i/'\/ /Li/
'\/- N=N-"'./"'./ "'./"'.)-N=N- /
I I
ОН ОН
ПА
нн, О оН
I 11 I SОзNа
/,,/"'./"'./
I I I I
'''./''/'''.//
I 11 t
ОН О NH2
кеА
'Это должно отразиться на адсорбции растворенных органических
веществ поверхностью СГ-ПВС. Изотермы адсорбции исследуемых ани
онных красителей на сг-пвс 50: 50 из водных, водно-спиртовых рас
творов и слабокислых растворов представлены на рисунке. Анализ
изотерм адсорбции проводили, исходя из описанной в литературе [5]
классификации изотерм адсорбции органических веществ различными
адсорбентами, позволяющей по наклону начальных участков кривых и
их форме судить об ориентации молекул адсорбированного вещества в
поверхностном слое адсорбента и о возможном механизме адсорбции.
По этой классификации изотермы адсорбции ПА из нейтральных водно
спиртовых И водных растворов (рисунок, кривые 1, 2 соответственно)
относятся к L-классу (Ленгмюровские изотермы). Начальная выпук
лость изотерм адсорбции при небольших значениях равновесной кон
центрации красителя свидетельствует, что чем больше активных цент
ров поверхности заполнено, тем труднее становится молекулам кра
сителя бомбардировать вакантные места. Это дает возможность, исходя
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1984, Т. 50, Н2 3 261
из [5], предположить преимущественно параллельную ориентацию мо
лекул ПА на поверхности адсорбента. Наличие длинного участка на
сыщения на полученных изотермах адсорбции (рисунок) свидетельст
вует о том, что новая поверхность, которую образуют адсорбированные
молекулы красителя в монослое, имеет низкое сродство к растворенным
молекулам красителя [5]. Величина адсорбции ПА на сг-пвс 50 : 50
уменьшается при введении в раствор спирта (кривая 1). Этот факт
з
о
дает основание считать, что полярный органический растворитель, спо
собный образовывать водородные связи с гидроксильными группами на
поверхности адсорбента, конкурирует в процессе адсорбции с молеку
лами органическогокрасителя.
При переходе от нейтральных водных и водно-спиртовых раство
ров к слабокислым (рН 2,5) величина адсорбции ПА увеличивается в
2 раза по сравнению с водными растворами и в 10 раз по сравнению с
водно-спиртовыми растворами (кривая 3). При этом наблюдается из
менение формы изотерм адсорбции от L-класса к Н-классу [5]. Такой
переход от одного класса изотерм к другому объясняется тем, что
увеличение числа ионов гидроксония (нзо+) в растворе может приве
сти к изменению состояния поверхностных гидроксильных групп
сг-пвс с образованием ==SiOH2+. Возможность существования таких
групп на поверхностях сг, оксидов металлов показана в работах [6,
7] и связана с влиянием изменения рН на заряд гидроксильных групп
на поверхности адсорбентов. В этом случае анионы красителя допол
нительно могут взаимодействовать с положительно заряженными ак
тивными центрами поверхности, при этом величина суммарной адсорб
ции анионного красителя увеличивается.
Молекула ПА содержит больше ароматических ядер, чем молекула
КСА при одинаковых количествах ионогенных групп. Исходя из этого,
взаимодействие между молекулами ПА и гидрофобными участками по
верхности, обусловленными присутствием винильной группы, будет на
много больше, чем в случае КСА. Кроме того, молекула кеА содер
жит близко расположенные гидрофильные группы - NH2, -он, =o~
Между этими группами возможно образование внутримолекулярных
водородных связей. При этом молекула становится более гидрофобной,
вследствие чего силы притяжения к гидрофильным участкам поверхно
сти уменьшаются. Этими факторами можно объяснить наблюдаемое
уменьшение адсорбции КСА СГ-ПВС 50: 50 по сравнению с ПА в
водных и водно-спиртовых растворах, а также изменение форм изо
терм адсорбции (см. рисунок). Полученные изотермы адсорбции кеА
в нейтральных и- слабокислых растворах (рН 3,5) следует отнести к
S-классу, указывающему на вертикальную ориентацию адсорбированных
молекул на поверхности адсорбента [5]. Вогнутая; часть начального
участка изотермы адсорбции указывает на то, что адсорбция КСА
262 УI(РАИНСI(Ий химичвскии ЖУРНАЛ, 1984, Т. 50, N!l 3
легче протекает при увеличении концентрации красителя, а отсутствие
участка насыщения свидетельствует о большом сродстве образующейся
новой поверхности из адсорбированных молекул красителя к растворен
ным молекулам красителя.
По сравнению с ПА дЛЯ адсорбции кеА ег-пве в водно-спир
товых растворах наблюдается более сильная конкуренция от полярного
растворителя за места на поверхности. Так, присутствие 10 О/О спирта
(об.) в растворе подавляет адсорбцию кеА в области концентраций
до 4-10-5 моль/л (кривая 1'). С дальнейшим увеличением концентра
ции кеА конкуренция органического растворителя ослабляется, это
приводит к частичной адсорбции молекул красителя на поверхности
адсорбента. Наблюдаемая нами L-форма изотермы адсорбции КСА из
водно-спиртовыхрастворов возможна не только для параллельной ори
ентации молекул, но иногда и для вертикальной упаковки молекул в
адсорбционном слое с особенно сильным межмолекулярнымвзаимодей
ствием [5].
Анализ изотерм адсорбции ПА и КСА на ег-пвс 50: 50 показы
вает, что несмотря на различие структурных особенностей общим явля
ется увеличение их адсорбции при переходе от водно-спиртового раство
ра к нейтральным водным растворам, а затем к слабокислым. Это сви
детельствует о том, что, вероятно, механизм адсорбции ПА и КСА на
сг-пве одинаков, но ориентация молекул на поверхности различна.
При этом адсорбция органических красителей поверхностью адсорбента
носит сложный характер, когда наряду с дисперсионными силами, ха
рактерными при физической адсорбции, действующими на активных
участках поверхности, по-видимому, возникают и специфические взаи
модействия (образование водородной связи, взаимодействие ==SiOH2+
групп с анионом красителя).
Использование удельной поверхности адсорбента органическими красителями
при адсорбции в различных средах
Sc адсорбента, м2/г п- %
Краситель w,'A2
Водно- IВодная I Водно- I I
спиртовая
Слабокислая спиртовая Водная Слабокислая
ПА 270 4,1 24,2 53,4 (рН 2,5) 1,1 6,8 14,8 (рН 2,5)
кеА 76 0,5 1,2 13,2 (рН 3,5) 0,1 0,3 3,7 (рН 3,5)
в таблице приведена плоrцадь проекции ионов красителей при па
радлельной ориентации дЛЯ ПА и вертикальной для кеА при их ад
сорбции в водно-спиртовых (концентрация спирта 10 о/о об.), водных
и слабокислых растворах, рассчитанная исходя из ван-дер-ваальсов
ских размеров молекулы, длин и углов связи [8, 9]. Приняв парал
лельную ориентацию для ионов ПА и вертикальную для кеА, пред ..
ставляется возможным рассчитать поверхность, которую занимают мо
лекулы красителей в адсорбционном состоянии по формуле:
а ·w-N
S т 1 020 ,где ат - удельная адсорбция красителей, моль/г; w-
площадь проекции ионов на поверхности раздела фаз, А2; N - число
Авогадро. Величина адсорбции взята из изотерм адсорбции при равно
весной концентрации красителей 9·10-5 моль/л. Удельная поверхность
адсорбента ег-пве 50: 50 (Sc) определена по адсорбции паров бен
зола. Отношение величин S/Sc·l00 О/О соответствует доле использован
ной поверхности адсорбентов. Полученные данные представлены в таб
лице, из которой видно, что использованная часть поверхности адсор
бентов Sc и соответственно степень использования удельной поверхно~
сти п как в случае красителя ПА, так и кеА возрастает при переходе
от водно-спиртового к водному и слабокислому растворам. Доля ис
пользованной удельной поверхности адсорбента увеличивается в том же
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1984, т. 50, Н2 3 263
порядке, в каком изменяется состав жидкой фазы и максимальна в
слабокислых растворах для исследуемых анионных красителей.
Таким образом, полученные результаты по изучению адсорбции
анионных красителей ПА и кеА из растворов сг-пвс 50: 50 показы
вают, что структурные особенности красителей (число ароматических
ядер, природа и расположение функциональных групп в молекуле кра
сителя), с одной стороны, и наличие на поверхности адсорбента гидро
фильных и гидрофобных участков, состояние поверхностных гидроксиль
ных групп, зависящее от среды (рН, введение полярного растворителя),
с другой, оказывают влияние как на величину адсорбции.лак и на фор
му изотермы адсорбции. Указанные выше факторы в основном обус
ловливают сложный характер адсорбционного взаимодействия анион
ных красителей с поверхностью силико-поливинилсилоксана.
1. Слинякова И. Б. Свойства двухкомпонентных адсорбентов - сополимеров кремне
вой кислоты и полиорганосилоксанов.- В КН.: Тр. IV Всесоюз. совещ. по адсорбен
там. Л. : Наука, 1978, с. 63-65.
2. Куренная Л. Н.. Слинякова Н. Б. Соосажденные адсорбенты, содержащие метиль
ные, фенильные и гидроксильные группы.- Коллоид. журн., 1977, 39, Ng 1, с. 166&
1669.
3. Адсорбция кислотного зеленого антрахинонового органокремнеземными сорбентами
из водных и водно-спиртовых растворов / Т. 11. Денисова, С. И. Мелешевич, И. А.
Шека, В. Н. Мищенко.- Жури. физ. химии, 1983,57, Н2 1, с. 191-193.
4. Исследование ассоциации прямых красителей в разбавленных растворах электроли
тов / А. М. Когановский, Ф. г. Лупашку, Н. А. Клименко, В. М. Ропот.- Коллоид.
журн., 1979, 41, Ng 1, с. 134-137.
5. А system of classification of solution adsorption isoterms, and its use in diagnosis
of adsorption and in measurement of specific surtace аг as of solids / С. Н. Gi1es,
Т. Н. Macewan, S. N. N;akhwa, D. Smith.- J. Спеш. Soc., 1960, р. 299-307.
6. Ahrland S'J Grenthe l., Noren В. ТЬе ion exchange properties of silica gel.- Acta
СЬет. Scand., 1960, 14, N 5, р. 1059-1076.
7. Stuтm W.} Hohl Н.} Dalang Р. Interaction of Ме+ n with the surface of oxides in
aqueous solutions.- Croat. Chem. Асга, 1976,48, р. 4911-504.
8. Валько Э. Коллоидно-химические основы текстильной технологии.- М., Л.: Госиз
дат, 1940.- Ч. 11. 723 с.
9. Когановский А. М., Левченко Т. М" Кириченко В. А. Адсорбция растворенных ве
ществ.- К. : Наук. думка, 1972.- 223 с.
Институт химии АН МССР, Кишинев Поступила 14.04.83
Институт общей и неорганической химии АН УССР, Киев
УДК 541.183
ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ АДСОРБЕНТОВ
НА их ГИДРОТЕРМАЛЬНОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ
В. М. Чертов, Т. Ф. Маковская
Для выяснения механизма и возможностей собственно гидротермально
го метода и для развития теории и методов синтеза адсорбентов [1]
необходимо изучить влияние условий получения адсорбентов (условий·
осаждения, промывки, старения и прокалки осадка) на закономерности
и особенности их гидротермального модифицирования.
В наСТОЯLЦей работе исследовано влияние термообработки на гид
ротермальное модифицирование бинарных соосажденных алюмотитано
вых и алюмооловянных адсорбентов АI2Оз · Ti02 И АI2Оз • Sn02.
Для синтезирования исходных образцов к растворам, полученным
сливанием равных объемов 1 М растворов АI (NОз ) з и 0,5 М растворов
TiCl4 и SnCI 4, приливали при перемешивании 3 М раствор аммиака.
рН образовавшихся суспензий в конце сливания составлял 9 [2]. Осад
ки тщательно промывали дистиллированной водой, отжимали, формо
вали в цилиндрики и сушили при 20±20
• Синтезированные таким об-
264 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1984, Т. 50, Ntl 3
|