Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну

Проведено синтез поліетиленімінвмісних сорбентів на основі цитрусового пектину. Отримано сполуки з вмістом поліетиленіміну від 30 до 71 % мас. і концентрацією аміногруп від 7,59 до11,19 ммоль/г. Вивчено сорбцію йонів Cu^2+, Hg^2+, Zn^2+, Co^2+, Ni^2+, Cd^2+, Pb^2+ залежно від pH і часу сорбції. Вста...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Кобилінський, С.М., Рябов, С.В., Керча, Ю.Ю.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України 2008
Теми:	Синтез та модифікація
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7309
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:	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну / С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Ю.Ю. Керча // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 276-281. — Бібліогр.: 19 назв. — укp.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-7309
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-73092010-03-29T12:01:51Z Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Керча, Ю.Ю. Синтез та модифікація Проведено синтез поліетиленімінвмісних сорбентів на основі цитрусового пектину. Отримано сполуки з вмістом поліетиленіміну від 30 до 71 % мас. і концентрацією аміногруп від 7,59 до11,19 ммоль/г. Вивчено сорбцію йонів Cu^2+, Hg^2+, Zn^2+, Co^2+, Ni^2+, Cd^2+, Pb^2+ залежно від pH і часу сорбції. Встановлено, що найбільшу спорідненість сорбенти проявляють з йонами Cu^2+, Hg^2+ та Ag^2+. Для йонів Cu^2+ кінетика сорбції описується рівнянням псевдо-другого порядку. Проведен синтез полиэтилениминсодержащих сорбентов на основе цитрусового пектина. Получены соединения с содержанием полиэтиленимина от 30 до 71 % мас. и концентрацией аминогрупп от 7,59 до 11,19 ммоль/г. Изучена сорбция ионов Cu^2+, Hg^2+, Zn^2+, Co^2+, Ni^2+, Cd^2+ и Pb^2+ в зависимости от pH и времени сорбции. Установлено, что наибольшее сродство сорбенты проявляют по отношению к ионам Cu^2+, Hg^2+ и Ag^2+. Для ионов Cu^2+ кинетика сорбции описывается уравнением псевдо-второго порядка. Synthesis of sorbents based on citrus pectin and polyethyleneimine (PEI) is carried out. Compounds obtained have PEI content ranging from 30 to 71 % w., and concentration of amino groups from 7,59 to 11,19 mmol/g, respectively. Sorption characteristics of the following ions: Cu^2+, Hg^2+, Zn^2+, Co^2+, Ni^2+, Cd^2+, Pb^2+ depending on pH value and adsorption time were studied and shown that highest affinity they demonstrate towards Cu^2+, Hg^2+ and Ag^2+ ions. Sorption kinetics for Cu^2+ ions is shown to be described by the pseudo-second order equation. 2008 Article Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну / С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Ю.Ю. Керча // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 276-281. — Бібліогр.: 19 назв. — укp. 0203-3275 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7309 54.057 : 543-414 : 547.4 uk Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Синтез та модифікація Синтез та модифікація
spellingShingle	Синтез та модифікація Синтез та модифікація Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Керча, Ю.Ю. Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
description	Проведено синтез поліетиленімінвмісних сорбентів на основі цитрусового пектину. Отримано сполуки з вмістом поліетиленіміну від 30 до 71 % мас. і концентрацією аміногруп від 7,59 до11,19 ммоль/г. Вивчено сорбцію йонів Cu^2+, Hg^2+, Zn^2+, Co^2+, Ni^2+, Cd^2+, Pb^2+ залежно від pH і часу сорбції. Встановлено, що найбільшу спорідненість сорбенти проявляють з йонами Cu^2+, Hg^2+ та Ag^2+. Для йонів Cu^2+ кінетика сорбції описується рівнянням псевдо-другого порядку.
format	Article
author	Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Керча, Ю.Ю.
author_facet	Кобилінський, С.М. Рябов, С.В. Керча, Ю.Ю.
author_sort	Кобилінський, С.М.
title	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
title_short	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
title_full	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
title_fullStr	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
title_full_unstemmed	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
title_sort	синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну
publisher	Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Синтез та модифікація
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7309
citation_txt	Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну / С.М. Кобилінський, С.В. Рябов, Ю.Ю. Керча // Полімер. журн. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 276-281. — Бібліогр.: 19 назв. — укp.
work_keys_str_mv	AT kobilínsʹkijsm sintezsorbentívnaosnovípektinutapolíetilenímínu AT râbovsv sintezsorbentívnaosnovípektinutapolíetilenímínu AT kerčaûû sintezsorbentívnaosnovípektinutapolíetilenímínu
first_indexed	2025-07-02T10:09:28Z
last_indexed	2025-07-02T10:09:28Z
_version_	1836529451001708544
fulltext	Ïîë³ìåðíèé æóðíàë, 2008. Ò.30 ¹4. Ñ. 276-281 © 2008 Ñ.Ì. Êîáèë³íñüêèé, Ñ.Â. Ðÿáîâ, Þ.Þ. Êåð÷à276 ÓÄÊ 54.057 : 543-414 : 547.4 Ñèíòåç ñîðáåíò³â íà îñíîâ³ ïåêòèíó òà ïîë³åòèëåí³ì³íó Ñ.Ì. Êîáèë³íñüêèé, Ñ.Â. Ðÿáîâ, Þ.Þ. Êåð÷à ²íñòèòóò õ³ì³¿ âèñîêîìîëåêóëÿðíèõ ñïîëóê ÍÀÍ Óêðà¿íè 48, Õàðê³âñüêå øîñå, Êè¿â, 02160, Óêðà¿íà Ïðîâåäåíî ñèíòåç ïîë³åòèëåí³ì³íâì³ñíèõ ñîðáåíò³â íà îñíîâ³ öèòðóñîâîãî ïåêòèíó. Îòðèìàíî ñïîëóêè ç âì³ñòîì ïîë³åòèëåí³ì³íó â³ä 30 äî 71 % ìàñ. ³ êîíöåíòðàö³ºþ àì³íîãðóï â³ä 7,59 äî 11,19 ììîëü/ã. Âèâ÷åíî ñîðáö³þ éîí³â Cu2+, Hg2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Pb2+ çàëåæíî â³ä pH ³ ÷àñó ñîðáö³¿. Âñòàíîâëåíî, ùî íàéá³ëüøó ñïîð³äíåí³ñòü ñîðáåíòè ïðîÿâëÿþòü ç éîíàìè Cu2+, Hg2+ òà Ag2+. Äëÿ éîí³â Cu2+ ê³íåòèêà ñîðáö³¿ îïèñóºòüñÿ ð³âíÿííÿì ïñåâäî-äðóãîãî ïîðÿäêó. Ïåêòèí – ïðèðîäíèé ïîë³ñàõàðèä, ÿêèé âõîäèòü äî ñêëàäó êë³òèííî¿ òêàíèíè ð³çíèõ ðîñëèí, öèòðóñîâèõ ³ ñêëàäàºòüñÿ ³ç çàëèøê³â α-ãàëàêòóðîíîâî¿ êèñëîòè, ÿê³ çâ’ÿçàí³ α-(1→4) ãë³êîçèäíèìè çâ’ÿçêàìè. Çàâäÿ- êè éîãî æåëàòèíóþ÷èì âëàñòèâîñòÿì â³í øèðîêî âè- êîðèñòîâóºòüñÿ â ìåäèöèí³, ôàðìàöåâòèö³, õàð÷îâ³é ïðîìèñëîâîñò³. Êð³ì öüîãî, ïåêòèí òàêîæ çäàòíèé çâ’ÿçóâàòè éîíè âàæêèõ ³ ðàä³îàêòèâíèõ ìåòàë³â [1]. Äîñë³äæåííÿ âçàºìîä³¿ ïåêòèíó òà êàò³îííîãî âîäî- ðîç÷èííîãî ïîë³ìåðó ïîë³åòèëåí³ì³íó, ÿêèé, ó ñâîþ ÷åð- ãó, óòâîðþº ñò³éê³ êîìïëåêñè ç éîíàìè ìåòàë³â [2, 3] – ïåðñïåêòèâí³ â ïëàí³ ñòâîðåííÿ åôåêòèâíèõ ñîðáåíò³â äëÿ âèäàëåííÿ íå ò³ëüêè éîí³â ìåòàë³â, à òàêîæ ³ îðãà- í³÷íèõ ðå÷îâèí ç³ ñò³÷íèõ âîä. Ó ë³òåðàòóð³ îïèñàí³ çäåá³ëüøîãî ïðèêëàäè ìîäèô³êàö³¿ ïîë³åòèëåí³ì³íîì âóã³ëëÿ [4, 5], ñèë³êàãåëþ [6–9], á³îìàñè [10], öåëþ- ëîçè [11] ³ õ³òîçàíó [12, 13], ó òîé æå ÷àñ äàí³ ç ìîäè- ô³êàö³¿ ïåêòèíó ïðàêòè÷íî â³äñóòí³. Âèõîäÿ÷è ç âèùåíàâåäåíîãî, ìåòîþ ðîáîòè áóâ ñèíòåç ïîë³åòèëåí³ì³íâì³ñíèõ ïîõ³äíèõ ïåêòèíó, âè- â÷åííÿ ¿õí³õ ñîðáö³éíèõ âëàñòèâîñòåé ùîäî ð³çíèõ éîí³â ìåòàë³â, âèçíà÷åííÿ ìåõàí³çìó êîìïëåêñîóòâî- ðåííÿ òà áóäîâè êîìïëåêñ³â Cu2+ ó ðîç÷èí³ òà íà ïî- âåðõí³ ñîðáåíò³â. Åêñïåðèìåíòàëüíà ÷àñòèíà Äëÿ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñë³äæåíü âèêîðèñòîâó- âàëè öèòðóñîâèé ïåêòèí (ïîë³ãàëàêòóðîíîâà êèñëî- òà) ç³ ñòóïåíåì åòåðèô³êàö³¿ 76, êîíöåíòðàö³ÿ êàðáîê- ñèëüíèõ ãðóï, âèçíà÷åíà ç êîíäóêòîìåòðè÷íîãî òèò- ðóâàííÿ, ñòàíîâèëà 1,34 ììîëü /ã. Ïîë³åòèëåí³ì³í (ÏÅ²) Aldrich (ðîçãàëóæåíèé, Ìn = 10000, Mw = 25000, ñï³ââ³äíîøåííÿ ïåðâèííèõ, âòîðèííèõ ³ òðåòèííèõ àì³íîãðóï ñòàíîâèëî 30:40:30). Êîíäóêòîìåòðè÷íå òà ïîòåíö³îìåòðè÷íå òèòðóâàí- íÿ, à òàêîæ âèì³ðþâàííÿ çíà÷åíü pH ðîç÷èí³â ïðîâî- äèëè íà ïðèëàä³ MPC227 “METTLER TOLEDO” (Øâåéöàð³ÿ). Òèòðóâàííÿ ïðîâîäèëè òàê: íàâàæêó çðàç- êà (0,07 ã) çàëèâàëè 25 ìë 0,1 í ðîç÷èíó NaCl àáî H2O òà òèòðóâàëè 0,1 í HCl àáî 0,1 í NaOH, âèì³ðþþ÷è ð³âíîâàæíå çíà÷åííÿ pH àáî ïèòîìî¿ åëåêòðîïðîâ³ä- íîñò³. Ç ãðàô³ê³â çàëåæíîñò³ Ñ (ììîëü/ã) â³ä pH (χ) âèçíà÷àëè êîíöåíòðàö³þ ôóíêö³îíàëüíèõ ãðóï. Ñîðáö³þ éîí³â ìåòàë³â âèâ÷àëè â ñòàòèñòè÷íèõ óìîâàõ, øëÿõîì êîíòàêòó íàâàæêè ñîðáåíòó (50 ìã) ç âîäíèìè ðîç÷èíàìè ñîëåé ìåòàë³â. Ï³ñëÿ ïåðåì³øó- âàííÿ ïðîòÿãîì ïåâíîãî ÷àñó òâåðäó ôàçó â³äô³ëüòðî- âóâàëè, ïðîìèâàëè âîäîþ òà âèñóøóâàëè çà òåìïåðà- òóðè 60 °Ñ. Ô³ëüòðàò àíàë³çóâàëè íà âì³ñò ìåòàëó òðè- ëîíîìåòðè÷íî ç ìóðåêñèäîì [15] ³ çà äîïîìîãîþ êîí- äóêòîìåòð³¿ [16]. Êîíöåíòðàö³þ éîí³â Ag+ âèçíà÷àëè êîíäóêòîìåòðè÷íèì òèòðóâàííÿì ðîç÷èíîì KCl [15]. Ñîðáö³éíó ºìí³ñòü (A, ììîëü/ã) âèçíà÷àëè çà ð³çíè- öåþ ïî÷àòêîâî¿ òà ð³âíîâàæíî¿ êîíöåíòðàö³¿ éîí³â M2+ ó ðîç÷èí³ çà ôîðìóëîþ: m V)CÑ( A ðï ⋅− = , äå: m – íàâàæêà ñîðáåíòó, V – îá’ºì ðîç÷èíó, Cï òà Ñð – ïî÷àòêîâà òà ð³âíîâàæíà êîíöåíòðàö³¿ éîí³â ìåòàëó â³äïîâ³äíî. Êîíñòàíòó Ëåíãìþðà ðîçðàõîâóâàëè ÿê îïèñàíî â ðîáîò³ [17]. Äëÿ ñòâîðåííÿ íåîáõ³äíîãî çíà÷åííÿ pH ñóñïåíç³¿ âèêîðèñòîâóâàëè 0,1 í ðîç÷è- íè HNO3 òà NaOH â³äïîâ³äíî. Ñïåêòðè äèôóç³éíîãî â³äáèòòÿ çàïèñóâàëè íà ñïåê- òðîìåòð³ “Specord M-40” â îáëàñò³ 12000–40000 ñì-1 . Åëåêòðîíí³ ñïåêòðè ó âèäèì³é îáëàñò³ ó âîäíîìó ðîç÷èí³ çàïèñóâàëè íà ñïåêòðîìåòð³ “Shimadzu” UV-2400 PC. ²×-ñïåêòðè îòðèìàí³ çà äîïîìîãîþ ïðèëàäó “Tensor” (ç Ôóð’º ïåðåòâîðåííÿì) ó ä³àïàçîí³ 400– 4000 cì-1 ó âèãëÿä³ òàáëåòîê ç KBr. Ïðèùåïëåííÿ ÏÅ² çä³éñíþâàëè çà òàêîþ ìåòîäè- êîþ: äî âîäíîãî ðîç÷èíó ÏÅ² äîäàâàëè íåîáõ³äíó ê³ëüê³ñòü ïåêòèíó â ñï³ââ³äíîøåíí³ â³ä 1:1 äî 1:4 (ìîëü). Ñóì³ø ïðè öüîìó ïåðåòâîðþâàëàñü íà ã³äðîãåëü, ÿêèé ï³ääàâàëè òåðì³÷í³é îáðîáö³ çà òåìïåðàòóðè 105 °Ñ ïðîòÿãîì 8 ãîä. Îòðèìàíó ðå÷îâèíó ïîäð³áíþâàëè, ïðîìèâàëè H2O òà âèñóøóâàëè çà òåìïåðàòóðè 50 °Ñ. Ñ.Ì. Êîáèë³íñüêèé, Ñ.Â. Ðÿáîâ, Þ.Þ. Êåð÷à 277 Â îòðèìàíèõ ñîðáåíòàõ ðîçðàõîâóâàëè â³äñîòîê ÏÅ² çà ôîðìóëàìè: äå: m1 ³ m0 – ìàñè ìîäèô³êîâàíîãî òà âèõ³äíîãî çðàçê³â. Îáãîâîðåííÿ ðåçóëüòàò³â Ñèíòåç ïîë³åòèëåí³ì³íâì³ñíèõ ïîõ³äíèõ ïåêòèíó Âçàºìîä³ÿ ïåêòèíó ç ìîëåêóëàìè ÏÅ², çà ðàõóíîê âçàºìîä³¿ ð³çíîçàðÿäæåíèõ ôóíêö³îíàëüíèõ ãðóï, ïðè- çâîäèëà äî óòâîðåííÿ ³íòåðïîë³ìåðíîãî êîìïëåêñó (²ÏÊ), ÿêèé ìàâ âëàñòèâîñò³ ã³äðîãåëþ. Àëå îñê³ëüêè òàê³ ïðîäóêòè íåñò³éê³ â ëóæíîìó òà êèñëîìó ñåðåäî- âèùàõ, ïðîâîäèëè ¿õ òåðìîîáðîáêó, â ðåçóëüòàò³ ÿêî¿ éîí-ìîëåêóëÿðí³ çâ’ÿçêè, ùî ³ñíóþòü â ²ÏÊ, ïåðåõî- äèëè â àì³äí³ ³ ïðè öüîìó óòâîðþâàâñÿ çøèòèé ïðîäóêò: O COOH H H OH H O OH H O COCH3 H H OH H O OH H 24 76 Ïåêòèí HN NN H õ y N NH2 z ÏÅ² O C H H OH H O OH H O COCH3 H H OH H O OH H O 8 ãîä 105îÑ Ê³ëüê³ñòü ïðèùåïëåíîãî ÏÅ² ñòàíîâèëà â³ä 31 äî 71 % ìàñ., ñóìàðíà êîíöåíòðàö³ÿ àì³íîãðóï ðîçðàõî- âàíà ç êîíäóêòîìåòðè÷íîãî òèòðóâàííÿ – 7,58– 11,52 ììîëü/ã (òàáë. 1). Ñóäÿ÷è ç ²×-ñïåêòð³â (ðèñ. 1) îòðèìàíèõ çðàçê³â, óòâîðåííÿ àì³äíèõ çâ’ÿçê³â â³äáóâàëîñü çà ðàõóíîê ÿê êàðáîêñèëüíèõ, òàê ³ åñòåðíèõ ãðóï, ùî ï³äòâåðäæó- âàëîñü çíèêíåííÿì ñìóãè ïðè 1737 ñì-1, ÿêà â³äïîâ³- äàëà âàëåíòíèì êîëèâàííÿì Ñ=Î COOH- ³ COÑÍ3- ãðóï. Êîëèâàííÿ Ñ–Í CH2-ãðóïè ó ìàêðîìîëåêóë³ ÏÅ² ïðîÿâëÿëèñü ó âèãëÿä³ íîæè÷íèõ êîëèâàíü ïðè 1460 ñì-1 òà ìàÿòíèêîâèõ êîëèâàíü ïðè 806 ³ 754 ñì-1. ²íòåíñèâíà ñìóãà ïðè 1610–1620 ñì-1 íàëåæèòü äî âà- ëåíòíèõ êîëèâàíü Ñ=O àì³äíî¿ ãðóïè òà äåôîðìàö³é- íèõ êîëèâàíü ïåðâèííèõ àì³íîãðóï. Çñóâ δ(NH2) ó äîâãîõâèëüîâó îáëàñòü ïîð³âíÿíî ç âèõ³äíèì ÏÅ² òà íèçüêå ïîëîæåííÿ ν(Ñ=Î) ìîæå áóòè íàñë³äêîì óòâî- ðåííÿ âîäíåâèõ çâ’ÿçê³â ì³æ öèìè ãðóïàìè. Ïðè ìàê- ñèìàëüíîìó âì³ñò³ ÏÅ² ÷àñòèíà ãðóï íå óòâîðþâàëè âîäíåâèõ çâ’ÿçê³â, ùî ïðîÿâëÿëîñü ó íàÿâíîñò³ ïëå- ÷åé ïðè 1640 ³ 1580 ñì-1. Êîíäóêòîìåòðè÷íå òèòðóâàííÿ â 0,1í KCl ³ ïîòåí- ö³îìåòðè÷íå â H2O çðàçêà ç 53 %-âèì âì³ñòîì ÏÅ² íàâåäåíî íà ðèñ. 2. Ïåðøèé ïåðåãèí íà êðèâ³é êîí- äóêòîìåòðè÷íîãî òèòðóâàííÿ, çã³äíî ç ðîçðàõóíêàìè, â³äïîâ³äàâ òèòðóâàííþ âòîðèííèõ ³ ïåðâèííèõ àì³- íîãðóï ³ äîñèòü äîáðå óçãîäæóâàâñÿ ç äàíèìè ïîòåí- ö³îìåòðè÷íîãî òèòðóâàííÿ. Íà ä³ëÿíö³ ì³æ òðåò³ì ³ ïåðøèì ïåðåãèíàìè â³äòèòðîâóâàëèñü òðåòèíí³ àì³- íîãðóïè (87 % â³ä óñ³º¿ ê³ëüêîñò³). Ñîðáö³ÿ éîí³â Cu2+ Äîñë³äæåíî ñîðáö³þ éîí³â ì³ä³ äëÿ çðàçê³â ³ç ð³çíèì âì³ñòîì ÏÅ² òà çàëåæíî â³ä pH ñåðåäîâèùà ³ òðèâàëîñò³ ñîðáö³¿ (ðèñ. 3). Ó òàáë. 2 íàâåäåíî äàí³ ñîðáö³éíî¿ ºìíîñò³ ùîäî éîí³â ì³ä³ òà êîíñòàíòè àäñîðáö³éíî¿ ð³âíîâàãè, 0 01 100 m )mm(ÿïðèùåïëåíí% ⋅− = 1 01 100 m )mm(ÏЕІ% ⋅− = , , ¹ ï/ï Âàãîâå ñï³ââ³äíîøåííÿ Ïåêòèí:ÏÅ² % ïðèùåïëåííÿ ÏÅ² % ÏÅ² C, ììîëü/ã (ÏÅ²) 1 1:1 44 30,8 7,58 2 1:2 112 53 10,8 3 1:4 247 71,2 11,19 Òàáëèöÿ 1. Õàðàêòåðèñòèêà ïîõ³äíèõ ïåêòèíó ç ïðèùåïëåíèì ÏÅ² 1700 1400 1100 800 600ν, ñì-1 Ï ðî ïó ñê àí íÿ 1 2 3 4 Ðèñ. 1. ²×-ñïåêòðè ïåêòèíó (1) ³ çðàçê³â ïåêòèí- ÏÅ² ç âì³ñòîì 30,8 (2), 53 (3) ³ 71,2 % ìàñ. ÏÅ² (4) 0 5 10 0 2 4 6 8 10,4 10,6 10,8 11,0 11,2 11,4 ðÍ χ, Ñì/ñì C(HCl),ììîëü/ã Ðèñ. 2. Äàí³ ïîòåíö³îìåòðè÷íîãî òà êîíäóêòî- ìåòðè÷íîãî òèòðóâàííÿ çðàçêà Ïåêòèí-ÏÅ² ç 53 %-âèì âì³ñòîì ÏÅ² Ñèíòåç ñîðáåíò³â íà îñíîâ³ ïåêòèíó òà ïîë³åòèëåí³ì³íó 278 âèçíà÷åíî¿ çà ð³âíÿííÿì Ëåíãìþðà. Îáèäâà ïàðàìåò- ðè ñîðáö³¿, ÿê âèäíî ç îòðèìàíèõ äàíèõ, çðîñòàþòü ç³ çá³ëüøåííÿì âì³ñòó ÏÅ², ùî çóìîâëåíî çðîñòàííÿì êîíöåíòðàö³¿ àì³íîãðóï. Ïîêðàùåííÿ ñïîð³äíåíîñò³ ç éîíàìè Cu2+ âèêëèêàíî óòâîðåííÿì êîìïëåêñ³â ç ð³çíîþ ãåîìåòð³ºþ, à ñàìå ç ð³çíîþ ê³ëüê³ñòþ àòîì³â àçîòó, ùî âõîäÿòü ó âíóòð³øíþ êîîðäèíàö³éíó ñôåðó. Çì³íà pH ñåðåäîâèùà ç 4,5 äî 1,8 âíàñë³äîê áëîêóâàííÿ êîîðäèíàö³éíèõ öåíòð³â ³ñòîòíî çìåíøó- âàëà ñîðáö³éíó ºìí³ñòü, ÿêà ñòàíîâèëà ïðè öüîìó 0,02 ììîëü/ã. Ê³íåòèêà ñîðáö³¿ éîí³â Ñu2+ Ê³íåòèêà ñîðáö³¿ éîí³â Cu2+ íà çðàçêó ïåêòèí-ÏÅ² (53 %-âèé âì³ñò ÏÅ²) ïîäàíà íà ðèñ. 4à. ßê âèäíî ç ðèñóíêà, çíà÷íà ê³ëüê³ñòü ìåòàëó ñîðáóºòüñÿ çà ïåðø³ 10–20 õâ. Çíà÷åííÿ ïàðàìåòð³â ê³íåòèêè ñîðáö³¿ âè- çíà÷àëè ç ãðàô³êà çàëåæíîñò³ t/A â³ä t, çà ð³âíÿííÿì ïñåâäî-äðóãîãî ïîðÿäêó [10]: t Av t AAkA t ot 1111 2 +=+ ⋅ = , äå: k – êîíñòàíòà øâèäêîñò³ ñîðáö³¿ (ã/ììîëü·õâ-1); À òà Àt – ìàêñèìàëüíà ñîðáö³éíà ºìí³ñòü ³ ñîðáö³éíà ºìí³ñòü çà ÷àñ t; v0 – ïî÷àòêîâà êîíñòàíòà ñîðáö³¿ (ììîëü·ã-1·õâ-1). Â³äîìî [18], ùî ë³ì³òóþ÷èì ôàêòîðîì ñîðáö³¿ º äè- ôóç³ÿ éîí³â ìåòàëó â îá’ºì ñîðáåíòó. Îñê³ëüêè îòðè- ìàí³ ñîðáåíòè º çøèòèìè, òî äëÿ íèõ øâèäêå âñòàíîâ- ëåííÿ àäñîðáö³éíî¿ ð³âíîâàãè ïðîãíîçîâàíå. Ðîçïîä³ë êîîðäèíàö³éíèõ öåíòð³â ó ñîðáåíòàõ íåîäíîð³äíèé, òîìó ïî÷àòêîâó øâèäê³ñòü ³ êîíñòàíòó øâèäêîñò³ ìîæ- íà â³äíåñòè â³äïîâ³äíî äî ñîðáö³¿ íà ïîâåðõí³ òà â îá’ºì³ ñîðáåíòó. Õàðàêòåð çì³íè äëÿ öèõ ïàðàìåòð³â 0 0,01 0,02 0,03 1 2 3 4 5 0 1 2 3 À( C u2+ ), ìì îë ü· ã Ñ(Cu2+), ìîëü/ë Ðèñ. 3. ²çîòåðìè ñîðáö³¿ éîí³â ì³ä³ íà çðàçêàõ ³ç âì³ñòîì ÏÅ²: 30,8 – 1; 53,0 – 2 ³ 71,2 % – 3 Cu2+ Òèï ñîðáåíòó Âì³ñò ÏÅ², % A, ììîëü/ã K·10-3, ë/ìîëü 1 30,8 4,08 2,81 2 53,0 4,63 5,66 3 71,4 4,93 13,92 Òàáëèöÿ 2. Ïàðàìåòðè ñîðáö³¿ éîí³â ì³ä³ çðàçêàìè ïåêòèí-ÏÅ² 0 10 20 30 40 50 60 20 40 60 80 100 0 3 2 1 Â èä àë åí íÿ Ñ u2+ , % t, õâ. à 0 10 20 30 40 50 60 t, õâ. 70 10 20 30 40 0 50 60 t/À 3 2 1 á ó=0,8368õ+2,632 R2=0,9994 ó=0,5498õ+1,0482 R2=0,9986 ó=0,4676õ+1,1709 R2=0,9991 Ðèñ. 4. Ê³íåòèêà ñîðáö³¿ (à) òà åêñïåðèìåíòàëüí³ äàí³ (á) ó êîîðäèíàòàõ ð³âíÿííÿ ñîðáö³¿ ïñåâäî- äðóãîãî ïîðÿäêó Ñ(Cu2+) 0,0046 ìîëü/ë ³ pH 5,3 (1); 0,0420 ³ 3,3 (2); 0,0100 ³ 3,3 (3) â³äïîâ³äíî Ñ (Cu2+), ìîëü/ë Cu2+:L, ììîëü/ã pH À, ììîëü/ã k, ã·ììîëü-1⋅õâ-1 v0, ììîëü·ã-1·õâ-1 0,0046 2,04 5,3 2,04 0,19 0,85 0,0030 1,56 5,3 1,56 0,40 0,99 0,0042 5,64 3,3 1,14 0,27 0,38 0,0100 6,47 3,3 1,78 0,29 0,95 Òàáëèöÿ 3. Ïàðàìåòðè ê³íåòèêè ñîðáö³¿ éîí³â ì³ä³ 279 Ñ.Ì. Êîáèë³íñüêèé, Ñ.Â. Ðÿáîâ, Þ.Þ. Êåð÷à ïîÿñíþþòüñÿ òèì, ùî ïî÷àòêîâà øâèäê³ñòü áóäå çðî- ñòàòè ïðè çá³ëüøåíí³ íàäëèøêó ë³ãàíäó, òîáòî ïðè öüîìó áóäóòü óòâîðþâàòèñü á³ëüø ñò³éê³ êîìïëåêñè, ÿê ³ ó âèïàäêó çá³ëüøåííÿ ñò³éêîñò³ ïðè çðîñòàíí³ â ñîðáåíòàõ âì³ñòó ÏÅ² (òàáë. 3). Òîä³ ÿê, øâèäê³ñòü ñîðáö³¿ â îá’ºì³ ñîðáåíòó áóäå çðîñòàòè ïðè ï³äâè- ùåíí³ êîíöåíòðàö³¿ éîíó ìåòàëó, ùî ñïðèÿº êðàù³é äèôóç³¿. Êîìïëåêñîóòâîðåííÿ â ðîç÷èí³ Äëÿ äîñë³äæåííÿ ñêëàäó òà ñò³éêîñò³ êîìïëåêñ³â Cu2+ ç ÏÅ² ïðè ð³çí³é êèñëîòíîñò³ ñåðåäîâèùà ïðîâå- äåíî àíàë³ç ¿õ åëåêòðîííèõ ñïåêòð³â ïðè çíà÷åííÿõ pH â³ä 9,5 äî 1,9. Àíàë³ç ñïåêòð³â ïîêàçàâ, ùî ïðè ïî÷àòêîâîìó çíà÷åíí³ pH 9,5, ïðè ð³çíèõ ìîëüíèõ ñï³ââ³äíîøåííÿõ ÏÅ²:Cu, êîìïëåêñè ìàþòü îäíàêî- âèé õåëàòíèé âóçîë 4N, à íåçíà÷íà ð³çíèöÿ â ïîëî- æåíí³ ìàêñèìóì³â d-d ïåðåõîä³â (òàáë. 4) çóìîâëåíà êîîðäèíàö³ºþ àòîì³â àçîòó çà àêñ³àëüíèì ïîëîæåííÿì. Ï³äòâåðäæåííÿ öüîãî – çñóâ óêàçàíî¿ ñìóãè ó âèñîêî- ÷àñòîòíó îáëàñòü ïðè pH 3,03, ùî â³äáóâàºòüñÿ çàâäÿ- êè ïðîòîíóâàííþ àçîòó àì³íîãðóïè, ÿêà çíàõîäèòüñÿ â àêñ³àëüíîìó ïîëîæåíí³ êîìïëåêñó. Ïîäàëüøå ï³äêèñëåííÿ ðîç÷èíó ïðèçâîäèëî äî óòâîðåííÿ êîì- ïëåêñ³â ç 3-îìà ³ 2-îìà àòîìàìè àçîòó ïðè pH 2,27. Âàðòî çàóâàæèòè, ùî êîìïëåêñè, óòâîðåí³ ïðè íàä- ëèøêó éîí³â ì³ä³, ìåíø ñò³éê³ äî ä³¿ êèñëîòè. Òàê, ïðè çíà÷åíí³ pH 2,3 â ÓÔ-ñïåêòð³ ñïîñòåð³ãàëè ëèøå ïëå- ÷å â îáëàñò³ 14750 ñì-1, à ïîâíèé ðîçïàä òàêîãî êîìï- ëåêñó â³äáóâàºòüñÿ ïðè pH 2,1, ïðè öüîìó ñïåêòð â³äïîâ³äàâ ñïåêòðó àêâàêîìïëåêñó ì³ä³. Êîìïëåêñîóòâîðåííÿ íà ïîâåðõí³ Â ñïåêòðàõ äèôóç³éíîãî â³äáèòòÿ êîìïëåêñ³â ì³ä³ (ïðè ¿õ íàäëèøêó) ñïîñòåð³ãàëè øèðîê³ ñìóãè, ùî çó- ìîâëåíî óòâîðåííÿì êîìïëåêñ³â ³ç ð³çíèì ñêëàäîì ³ ãåîìåòð³ºþ. Á³ëüø ÷³òê³ ìàêñèìóìè ñìóã d-d ïåðåõîä³â îòðèìàíî ïðè íåâåëèêîìó âì³ñò³ ì³ä³. Ïðè äîñë³äæåíí³ êîìïëåêñ³â, îòðèìàíèõ ïðè ð³çíîìó ÷àñ³ ñîðáö³¿ (çðàç- êè 1, 2 òà 3 ó òàáë. 5), âñòàíîâëåíî, ùî êîìïëåêñîóòâî- ðåííÿ ïðîõîäèòü ñòóï³í÷àñòî. Òàê, ñïî÷àòêó (÷àñ ñîðáö³¿ 5 õâ.) óòâîðþâàëèñü êîìïëåêñè ç 3-îìà àòîìàìè àçîòó â êîîðäèíàö³éí³é ñôåð³ [CuN3O2SO4], ïðè òðèâàëîñò³ ñîðáö³¿ 10 õâ. ó êîîðäèíàö³éíó ñôåðó âõîäèëè âæå 4-è àòîìè àçîòó (õðîìîôîð 4NÎ), à çà 24 ãîä. ñîðáö³¿ óòâî- ðþâàëàñü ñóì³ø êîìïëåêñ³â ç 5-ìà òà 2-îìà àòîìàìè àçîòó. Ïîð³âíÿííÿ ãåîìåòð³¿ êîìïëåêñ³â ó ðîç÷èí³ òà íà ïîâåðõí³ ïîêàçàëî, ùî óòâîðþþòüñÿ ïîä³áí³ ñòðóê- òóðè ç 4-ìà òà 5-ìà àòîìàìè àçîòó ó êîîðäèíàö³éí³é ñôåð³. Ñîðáö³ÿ éîí³â ìåòàë³â Íà ñîðáåíò³ ç 53 %-âèì âì³ñòîì ÏÅ² äîñë³äæåíî ¹ çðàçêà Ìîëüíå ñï³ââ³äíîøåííÿ ÏÅ²:Cu pH ν, ñì-1 Òèï êîìïëåêñó 1 7,5:1 10,00 15820 [CuN5SO4] 2 1,5:1 10,00 16080 [CuN4OSO4] 3 7,5:1 3,03 16130 [CuN4OSO4] 4 7,5:1 2,27 15670 [CuN3O2SO4] 5 7,5:1 1,93 14550 [CuN2O3SO4] 6 1,5:1 2,29 14750 ïë. 12750 [CuN2O3SO4] [CuO5SO4] 7 1,5:1 2,10 12400 [CuO5SO4] Òàáëèöÿ 4. Äàí³ ÓÔ-ñïåêòð³â êîìïëåêñ³â Cu2+ ç ÏÅ² Ñîðáåíò A (Cu2+), ììîëü/ã ×àñ ñîðáö³¿ pH ν, ñì-1 Òèï êîìïëåêñó 1 1,00 5 õâ 5,5 15400 [CuN3O2SO4] 2 1,40 10 õâ 5,5 18200, 21500 [CuN4]SO4 3 1,56 24 ãîä 5,5 14560, 15920 [CuN2O3SO4] [CuN5OSO4] 4 0,02 24 ãîä 1,81 16040 [CuN5OSO4] Ïåêòèí-ÏÅ² (53%-âèé âì³ñò ÏÅ²) 5 1,24 24 ãîä 2,27 16640 [CuN5SO4] Òàáëèöÿ 5. Äàí³ ñïåêòð³â äèôóç³éíîãî â³äáèòòÿ êîìïëåêñ³â Cu2+ 1 2 3 4 5 0 0 0,01 0,02 0,03 [M2+], ìîëü/ë À, ì ìî ëü /ã Ðèñ. 5. ²çîòåðìè ñîðáö³¿ éîí³â ð³çíèõ ìåòàë³â íà çðàçêó ïåêòèí-ÏÅ² (53 %-âèé âì³ñò ÏÅ²): 1 – Cu2+; 2 – Ag+; 3 – Hg2+; 4 – Ni2+; 5 – Zn2+ ³ 6 – Ño2+ 1 23 4 5 6 280 Ñèíòåç ñîðáåíò³â íà îñíîâ³ ïåêòèíó òà ïîë³åòèëåí³ì³íó ñîðáö³þ ð³çíèõ éîí³â: Cu2+, Àg+, Hg2+, Ni2+, Zn2+, Ño2+, Cd2+ ³ Pb2+. ²çîòåðìè ñîðáö³¿ íàâåäåí³ íà ðèñ. 5, à ïà- ðàìåòðè ñîðáö³¿ (ñîðáö³éíà ºìí³ñòü ³ êîíñòàíòà Ëåí- ãìþðà) ó òàáë. 6. Ñò³éê³ñòü êîìïëåêñ³â äëÿ äîñë³äæå- íîãî ñîðáåíòó ìîæíà ðîçòàøóâàòè ó òàêèé ðÿä: Cu2+ > Hg2+ > Cd2+ > Àg+ > Ni2+ > Zn2+ > Ño2+ > Pb2+, ÿêèé ö³ëêîì óçãîäæóºòüñÿ ç ðÿäîì, â³äîìèì äëÿ ÏÅ² ó ðîç- ÷èí³ [19]. Ñîðáö³þ éîí³â Hg2+ äîñë³äæóâàëè ïðè äâîõ çíà÷åííÿõ pH – 1,7 ³ 2,6, ñîðáö³éíà ºìí³ñòü ïðè öüî- ìó íå çì³íþâàëàñü, òîä³ ÿê êîíñòàíòà Ëåíãìþðà çá³ëüøóâàëàñü ó 3 ðàçè. Ïðè pH= 2 äîñë³äæóâàí³ éîíè ìåòàë³â, êð³ì Hg2+, ìàéæå íå ñîðáóâàëèñü. Hg2+ Pb2+ Cd2+ % ÏÅ² Cu2+ Ni2+ Ag+ Zn2+ Co2+ pH 1,7 2,6 4,5 6,7 4,9 A, ììîëü/ã 4,63 2,91 4,20 2,77 2,21 3,76 3,84 0,39 2,44 0,17 53 K·10-3, ë/ìîëü 5,66 0,86 1,13 0,58 0,52 0,08 2,40 0,46 2,05 - Òàáëèöÿ 6. Ïàðàìåòðè ñîðáö³¿ éîí³â ìåòàë³â ñîðáåíòîì ç 53 %-âèì âì³ñòîì ÏÅ² Îòæå, íàìè ïîêàçàíî, ùî ïðèùåïëåííÿ ïîë³åòè- ëåí³ì³íó íà ïåêòèí ïðîõîäèòü äîñèòü åôåêòèâíî ³, íà â³äì³íó â³ä ³íøèõ ìàòåð³àë³â, äàº çìîãó îòðèìóâàòè ñîðáåíòè ç âèñîêèì âì³ñòîì ÏÅ²: â îòðèìàíèõ ñîð- áåíòàõ éîãî ìàêñèìàëüíèé âì³ñò ñòàíîâèâ 71 % ìàñ. Çàãàëîì, ñîðáö³éíà ºìí³ñòü äëÿ êîæíîãî ç äîñë³äæåíèõ éîí³â ìåòàë³â áóëà á³ëüøîþ í³æ 2 ììîëü/ã. Âèõîäÿ÷è ç öüîãî, ïåðñïåêòèâíèì ó ïîäàëüøîìó áóäå äåòàëüíå äîñë³äæåííÿ âïëèâó pH ñåðåäîâèùà íà ñîðáö³éí³ õà- ðàêòåðèñòèêè öèõ ìàòåð³àë³â, ùî ìîæå áóòè âèêîðèñ- òàíî äëÿ ñåëåêòèâíîãî ðîçä³ëåííÿ éîí³â ìåòàë³â. Ë³òåðàòóðà 1. Õîòèì÷åíêî Ì.Þ., Ëåíñêàÿ Ê.Â., Ïåòðàêîâà Ì.Þ., Õîòèì÷åíêî Þ.Ñ., Êîâàëåâ Â.Â. // Áèîëîãèÿ ìîðÿ. – 2006. – 32, ¹ 5. – Ñ. 367–370. 2. Ãåìáèöêèé Ï. À. Æóê Ä.Ñ., Êàðãèí Â.À. Ïîëèýòèëåíèìèí – Ì.: Íàóêà, 1971. – 203 ñ. 3. Îñèïîâà Å.À. // Ñîðîñîâñêèé Îáðàçîâàòåëüíûé Æóðíàë. – 1999. – ¹ 8. – Ñ. 40–47. 4. Jung Y., Kim S., Park Soo-Jin, Kim J.M. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2008. – Vol. 313–314. – P. 292–295. 5. Yin C.Y., Aroua M.K., Daud W. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2007. – 307, ¹ 1–3. – P. 128–136. 6. Jung Y., Kim S., Park S.-J., Kim J.M. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2008. – Vol. 313–314.– P. 162–166. 7. An F., Gao B. // J. of Hazardous Materials. – 2008. – 152, ¹ 3. – P. 1186–1191. 8. Gao B., An F., Liu K. // Applied Surface Science. – 2006. – 253, ¹ 4. – P. 1946–1952. 9. An F., Gao B. // J. of Hazardous Materials. – 2007. – 145, ¹ 3. – P. 495–500. 10. Deng S., Ting Y.P. // Water Science and Technology. – 2007. – 55, ¹ 1–2. – P. 177–185. 11. Navarro R.R., Sumi K., Fujii N., Matsumura M. // Water Research. – 1996. – 30, ¹ 10. – P. 2488–2494. 12. Kawamura Y., Yoshida H., Asai S., Tanibe H. // J. Chem. Engineering of Japan. – 1998. –31, ¹ 1. – P. 115– 118. 13. Kawamura Y., Yoshida H., Asai S., Tanibe H. // J. Chem. Engineering of Japan. – 1998. – 31, ¹ 1. – P. 1–6. 15. Ïîä÷àéíîâà Â.Í., Ñèìîíîâà Ë.Í. Àíàëèòè÷åñêàÿ õèìèÿ ýëåìåíòîâ. – Ì.: Íàóêà, 1990. – 279 ñ. 16. Õóäÿêîâà Ò.À., Êðåøêîâ À.Ï. Êîíäóêòî- ìåòðè÷åñêèé ìåòîä àíàëèçà. – M: Âûñøàÿ øêîëà, 1975. – 206 c. 17. Êîáèë³íñüêèé Ñ.Ì., Ðÿáîâ Ñ.Â., Êåð÷à Þ.Þ. // Äîï. ÍÀÍ Óêðà¿íè 2004. – ¹ 8. – Ñ. 157–160. 18. Muzarelli R.A.A. Chitin. – Oxford: Pergamon Press. – 1977. – 305 ð. 19. Âîë÷åíñêîâà È.È. // Òåîðåò. è ýêñïåðèì. õèìèÿ. – 1973. – 9, ¹ 5. – C. 627–634. Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 22 ëèïíÿ 2008 ð. 281 Ñ.Ì. Êîáèë³íñüêèé, Ñ.Â. Ðÿáîâ, Þ.Þ. Êåð÷à Ñèíòåç ñîðáåíòîâ íà îñíîâå ïåêòèíà è ïîëèýòèëåíèìèíà Ñ.Í. Êîáûëèíñêèé, Ñ.Â. Ðÿáîâ, Þ.Þ. Êåð÷à Èíñòèòóò õèìèè âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ÍÀÍ Óêðàèíû 48, Õàðüêîâñêîå øîññå, Êèåâ, 02160, Óêðàèíà Ïðîâåäåí ñèíòåç ïîëèýòèëåíèìèíñîäåðæàùèõ ñîðáåíòîâ íà îñíîâå öèòðóñîâîãî ïåêòèíà. Ïîëó÷åíû ñîåäèíåíèÿ ñ ñîäåðæàíèåì ïîëèýòèëåíèìèíà îò 30 äî 71 % ìàñ. è êîíöåíòðàöèåé àìèíîãðóïï îò 7,59 äî 11,19 ììîëü/ã. Èçó÷åíà ñîðáöèÿ èîíîâ Cu2+, Hg2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Cd2+ è Pb2+ â çàâèñèìîñòè îò pH è âðåìåíè ñîðáöèè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî íàèáîëüøåå ñðîäñòâî ñîðáåíòû ïðîÿâëÿþò ïî îòíîøåíèþ ê èîíàì Cu2+, Hg2+ è Ag+. Äëÿ èîíîâ Cu2+ êèíåòèêà ñîðáöèè îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì ïñåâäî-âòîðîãî ïîðÿäêà. Synthesis of sorbents based on pectine and polyethyleneimine S.M. Kobylinskiy, S.V. Riabov, Yu.Yu. Kercha Institute of Macromolecular Chemistry the NAS of Ukraine 48, Kharkivske shausse, Kyiv, 02160, Ukraine Synthesis of sorbents based on citrus pectin and polyethyleneimine (PEI) is carried out. Compounds obtained have PEI content ranging from 30 to 71 % w., and concentration of amino groups from 7,59 to 11,19 mmol/g, respectively. Sorption characteristics of the following ions: Cu2+, Hg2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Pb2+ depending on pH value and adsorption time were studied and shown that highest affinity they demonstrate towards Cu2+, Hg2+ and Ag+ ions. Sorption kinetics for Cu2 + ions is shown to be described by the pseudo-second order equation.

Синтез сорбентів на основі пектину та поліетиленіміну

Репозитарії

Схожі ресурси