Написати автору Порівняння сорбційних властивостей щодо іонів токсичних металів органомінеральних композитів на основі вермикуліту з іn situ іммобілізованим та адсорбованим полі[8-оксихінолінметакрилатом]
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp13.03.289
Анотація
Метою роботи є синтез нових органомінеральних композитів шляхом in situ іммобілізації та адсорбції полі[8-оксихінолінметакрилату] на поверхні вермикуліту та дослідження їхніх сорбційних властивостей щодо іонів Cu(ІІ), Pb(ІІ) та Fe(ІІІ). In situ іммобілізацію полі[8-оксихінолінметакрилату] на поверхні вермикуліту здійснювали шляхом ініційованої радикальної полімеризації 8‑оксихінолінметакрилату з використанням як ініціатора 2,2′-азобісізобутиронітрилу у присутності вермикуліту. Для одержання композиту шляхом адсорбції полі[8-оксихінолінметакрилату] на поверхні вермикуліту полімер синтезували заздалегідь, потім розчиняли у тетрагідрофурані і адсорбували на вермикуліті. Факт іммобілізації полі[8-оксихінолінметакрилату] на поверхні вермикуліту підтверджували шляхом порівняльного аналізу ІЧ-спектрів вихідного мінералу та синтезованих на його основі композитів. Методом термогравіметричного аналізу, об’єднаного з мас-спектрометрією, досліджено закономірності термічного розкладання іммобілізованого полімера. З використанням результатів низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту та скануючої електронної мікроскопії показано зміни у морфології поверхні вермикуліту після іммобілізації полі[8‑оксихінолінметакрилату] обраними методами. Сорбційні характеристики синтезованих композитів щодо іонів Cu(ІІ), Pb(ІІ) та Fe(ІІІ) досліджували в статичному режимі. Іммобілізований на поверхні вермикуліту полімер із оксихіноліновими групами виявив сорбційну активність щодо тих іонів металів, з якими 8-оксихінолін утворює стійкі комплекси, зокрема після іn situ іммобілізації полі[8-оксихінолінметакрилату] на поверхні вермикуліту його сорбційна ємність щодо іонів Cu(II) підвищується приблизно удвічі, а у результаті адсорбції цього полімера – майже у 3 рази. Для іонів Pb(ІІ) цей ефект є меншим: після іn situ іммобілізації полі[8-оксихінолінметакрилату] сорбційна ємність зростає на третину, а зростання у результаті адсорбції цього полімера є незначним і знаходиться у межах похибки експерименту.
Ключові слова
Повний текст:
Посилання
Shiqing Gu, Xiaonan Kang, Lan Wang, Eric Lichtfouse, Chuanyi Wang. Clay mineral adsorbents for heavy metal removal from wastewater: a review. Environ. Chem. Lett. 2019. 17(2): 629. https://doi.org/10.1007/s10311-018-0813-9
Mohammad Kashif Uddin. A review on the adsorption of heavy metals by clay minerals with special focus on the past decade. Chem. Eng. J. 2017. 308: 438. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.09.029
Petrenko O.V., Yanovska E.S., Terebilenko K.V., Stus N.V. Green chemistry. (Kyiv: Kyiv University, 2020). [in Ukraine].
Ryabchenko K.V., Yanovska E.S., Tertykh V.A., Kichkiruk O.Yu., Sternik D. Adsorption properties of vermiculite with in situ immobilized polyaniline with respect to Cr(VI), Mo(VI), W(VI), V(V) and P(V) anions. Adsorp. Sci. Technol. 2014. 32(1): 88. https://doi.org/10.1260/0263-6174.32.1.89
Borodavka T.V. Ph.D (Chem.). Thesis. (Kyiv, 2011). [in Ukrainian].
Barabaszová K.Č. Characterization of vermiculite particles after different milling techniques. Powder Technol. 2013. 239: 277. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.01.053
Biletsky V.S. Smoll mining encyclopedia. (Donetsk: Donbass), 2004.
Fonseca M., Oliveira M., Arakaki L., Espinola J., Airoldi C. Natural vermiculite as an exchanger support for heavy cations in aqueous solution. J. Colloid Interface Sci. 2005. 285(1): 50. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.11.031
Marcos C. X-ray diffraction studies of the thermal behaviour of commercial vermiculites. Appl. Clay Sci. 2009. 42(3-4): 368. https://doi.org/10.1016/j.clay.2008.03.004
Bergaya F. Handbook of clay. (Amsterdam: Elsevier), 2006.
Buriachenko I., Yanovska E., Vretik L., Sternik D., Kychkiruk O., Nikolaeva O. In situ polymerization of 4-(methacryloylamino) phenyl-2-methylacrylate on the surface of silica gel. French-Ukrainian Journal of Chemistry. 2016. 4(2): 47. https://doi.org/10.17721/fujcV4I2P47-54
Buriachenko I., Yanovska E., Savchenko I., Sternik D., Kychkiruk O., Ol'khovik L. In situ immobilization on the silica gel surface and adsorption capacity of poly N-4-carboxyphenyl)methacrylamide on toxic metals ions. Nanoscale Res. Lett. 2017. 12(1): 313. https://doi.org/10.1186/s11671-017-2066-0
Polonska Y., Yanovska E., Savchenko I., Sternik D., Kychkiruk O., Ol'khovik L. In situ immobilization on the silica gel surface and adsorption capacity of polymer based azobenzene on toxic metal ions. Appl. Nanosci. 2019. 9(5): 657. https://doi.org/10.1007/s13204-018-0734-8
Polonska Y., Yanovska E., Savchenko I., Sternik D., Kychkiruk O., Ol'khovik L. Sorption properties for ions of toxic metals of carpathian clinoptilolite (Ukraine), in situ modified by poly[n-(4-carboxyphenyl) methacrylamide]. New Mater. Compd. Appl. 2017. 1(1): 45.
Polonska Y., Yanovska E., Savchenko I., Sternik D., Ol'khovik L., Kychkiruk O. Sorption properties of toxic metal ions of saponite, in situ modified poly [n- (4-carboxyphenyl) methacrylamide]. Ukr. Chem. J. 2018. 84(2): 67. [in Ukrainian].
Polonska Y., Yanovska E., Savchenko I., Sternik D., Kychkiruk O., Ol'khovik L. In situ immobilization on the silica gel surface and adsorption capacity of poly[4-methacroyloxy-(4′-carboxy-2′-nitro)-azobenzene] on toxic metals ions. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2018. 671(1): 164. https://doi.org/10.1080/15421406.2018.1542099
Polonska Y., Yanovska E., Savchenko I., Sternik D., Kychkiruk O., Ol'khovik L. Azocontaining polymers, in situ immobilized on the silica gel surface. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2018. 673(1): 39. https://doi.org/10.1080/15421406.2019.1578492
Babko A.K., Pilipenko A.T. Photometric analysis. (Moscow: Chemistry, 1968). [in Russian].
Yanovska E.S., Tertykh V.A., Kichkiruk O.Yu., Dadashev A.D. Adsorption and complexing properties of silicas with analytical reagents grafted via the Mannich reaction. Adsorp. Sci. Technol. 2007. 25(1-2): 81. https://doi.org/10.1260/026361707781485726
Yanovskaya E.S., Slobodyanik N.S., Karmanov V.I. Features of X-ray fluorescence determination of traces of toxic metals with preliminary extraction and concentration on silica gel chemically modified by mercapto groups. J. Anal. Chem. 2007. 62(6): 611. https://doi.org/10.1134/S1061934807060093
Moawed E.A., Moawed E.A., Zaid M.A.A., El-Shahat M.F. Analytical application of polyurethane foam functionalized with quinolin-8-ol for preconcentration and determination of trace metal ions in wastewater. J. Anal. Chem. 2006. 61(5): 499. https://doi.org/10.1134/S1061934806050054
Gurnani V., Gurnani V., Singh A.K., Venkataramani B. Cellulose functionalized with 8 hydroxyquinoline: new method of synthesis and applications as a solid phase extractant in the determination of metal ions by flame atomic absorption spectrometry. Anal. Chim. Acta. 2003. 485(2): 221. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(03)00416-1
Martins A.O., Silva E.L., Laranjeira M.C.M., Valfredo T. de Fávere. Application of chitosan functionalized with 8-hydroxyquinoline: Determination of lead by flow injection flame atomic absorption spectrometry. Microchimica Acta. 2005. 150(1): 27. https://doi.org/10.1007/s00604-005-0336-5
Smith A.L. Applied IR spectroscopy. (Moscow: Mir, 1982). [in Russian].
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp13.03.289
Copyright (©) 2022 E. S. Yanovska, I. O. Savchenko, O. Yu. Kychkyruk
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.