Синтез сорбента нековалентно-модифицированного арсеназо I. Сорбционное извлечения Cu (II) из хлоридных растворов (стр. 2 из 3)
Основными практически важными свойствами ПГМГ является широкий спектр микробиологической активности, низкая токсичность, полная растворимость в воде, биологическая разлагаемость, отсутствие цвета, запаха, коррозионной активности. Полимер и его водные растворы стабильны при хранении в обычных условиях. Полигексаметиленгуанидин относится к классу катионных полиэлектролитов, а в его химической формуле гуанидиновые группировки чередуются с шестью метиленовыми. Это обусловливает его дифильность, что проявляется в значительной поверхностной активности на границе раздела фаз воздух — вода. Установлено наличие комплексообразующих свойств ПГМГ по отношению к веществам различной химической и физической природы, за счет которых ПГМГ эффективно извлекает из воды растворенные органические и неорганические примеси, такие, как пестициды, тяжелые металлы, в том числе радиоактивные, и другие органические и неорганические примеси природного и антропогенного происхождения. Способность ПГМГ практически полностью извлекать водорастворимые соединения из очень разбавленных растворов создает перспективу его применения в экономически целесообразных и эффективных технологиях очистки питьевой воды, природных и сточных вод от тяжелых металлов, в том числе радиоактивных.
ПГМГ обладает низкой токсичностью, биологической разлагаемостью, нелетучестью, неагрессивностью по отношению к различным материалам и является экологически безопасным полимером.Перспективным является использование полигуанидинов для нековалентного закрепления различных органических реагентов на поверхности кремнеземов. Нековалентно-модифицированные сорбенты, сохраняя преимущества ковалентно-модифицированных матриц (химическая, механическая стойкость, и т.п.), отличаются от них меньшей трудоемкостью операций модификации и регенерации.Поэтому актуальным является синтез и исследование силикагелей с нековалентно-иммобилизованными на поверхности органическими реагентами, в частности арсеназо I.сорбционный арсеназо медь химический
Глава 2 Экспериментальная часть
2.1 Приборы, реактивы, посуда
- атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой iCAP – 6500 ThermoScientificCorp.;
- атомно-абсорбционный спектрометр «МГА-915», «ЛЮМЭКС»;
- весы аналитические MettlerToledoXP 205 DR;
- рН meter s20 Mettler Toledo;
- анализатор влажности галогенный MettlerToledoHR 83;
- спектрометр PerkinElmerLambda 950;
- перистальтический насос MasterFlexL/S;
- секундомер;
- NaCl, ч.;
- NaOH, ч.д.а.;
- натрий додецилсульфат, ГСО8049-94 (фиксанал);
- натрий углекислый, ч.;
- натрий сернокислый, ч.д.а.;
- бромфеноловый синий (индикатор), ч;
- хлороформ, х.ч.;
- вода дистиллированная;
- вода деионизированная;
- хлороводородная кислота (ρ = 1,19 г/см3), ос.ч.;
- силохром С-120;
- CuCl2 ´2H2O, ч.;
- арсеназо I, ч.д.а.;
- полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ ГХ), ч.;
- поли-(4,9-диоксадодекан-1,12-гуанидин) хлорида (ПДДГ) – 52,4%-водный раствор;
- полигексаметиленгуанидин фосфат (ПГМГ Ф) – 52,4%-водный раствор;
- пипетки емкостью 1, 5, 10 мл;
- бюретка емкостью 25 мл;
- колбы емкостью 25, 50 и 100 мл;
- мерные стаканы емкостью 50 и 100 мл;
- фильтровальная бумага;
- воронки.
Исходные растворы ПГМГ ГХ готовили из навески сухого препарата ПГМГ растворением в дистиллированной воде.
Исходные растворы ПДДГ готовили из навески 52,4%-ого водного раствора ПДДГ растворением в дистиллированной воде.
Исходные растворы ПГМГ Ф готовили растворением его водного раствора в дистиллированной воде.
Исходный растворы CuCl2, готовили растворением точной навески соответствующей соли в хлороводородной кислоте. Растворы с меньшими концентрациями металла готовили разбавлением исходного раствора хлороводородной кислотой.
Сорбент силохром С-120 фракция 0,1-0,2 мм, удельная поверхность 120 м2/г, диаметр пор 45 нм.
2.2 Методика эксперимента
2.2.1 Методика синтеза сорбента
Сорбенты получали методом последовательного закрепления на поверхности силохрома С-120 полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ ГХ) с концентрациями 0,1 и 1 г/л и органического реагента арсеназо I (рисунок 3).
Таким же методом были получены сорбенты с закрепленными на поверхности поли-(4,9-диоксадодекан-1,12-гуанидин) хлорида (ПДДГ), полигексаметиленгуанидин фосфата (ПГМГ Ф) и органического реагента арсеназо I.
Навеску силохрома С-120 (10 г) обрабатывали раствором щелочи рН 9-10 для активации поверхности (образование силанольных групп). Далее сорбент промывали дистиллированной водой до рН 7 раствора. С помощью перистальтического насоса MasterFlexL/S добавляли раствор полигуанидина (С = 0,1 г/л и 1 г/л). Концентрацию растворов гуанидинов до и после сорбции контролировали титриметрически с использованием додецилсульфата натрия и бромфенолового синего [12]. Сорбенты, модифицированные различными полигуанидинами (ПГ), промывали водой и высушивали в сушильном шкафу при 600С.
Рисунок 3 – Схематическое изображение модифицированного кремнезема
Для исследования сорбционной способности сорбента, обработанного полигуанидином, по отношению к реагенту арсеназо I в статическом режиме в градуированную пробирку с притертой пробкой вводили необходимое количество раствора арсеназо I. Затем добавляли HCl или NaOH для создания необходимой кислотности и доводили объем до 10 мл. pH контролировали на рН-метре s20 MettlerToledo. Вносили 0,1 г сорбента и встряхивали в течение 15 минут. Раствор отделяли от сорбента фильтрованием. Контроль за распределением органического реагента осуществляли по анализу водной фазы спектроскопически (λ=502 нм) на спектрометре PerkinElmerLambda 950.
Степень извлечения (R, %) исследуемого реагента рассчитывали по формуле 1.
,(1)где С1 – концентрация арсеназо I до сорбции (мкг/мл), С2 – концентрация после сорбции (мкг/мл), R – процентное извлечение.
Сорбционную ёмкость сорбента по отношению к органическому реагенту рассчитывали по формуле 2.
,(2)где С1 – концентрация арсеназо I до сорбции (моль/л), С2 – концентрация после сорбции (ммоль/л), mc – масса сорбента (г), V – объем аликвоты (л).
2.2.2 Методика сорбционного концентрирования меди (II) с использованием кремнезема, нековалентно-модифицированного арсеназо I
Для исследования сорбционной способности сорбента, модифицированного арсеназо I, по отношению к ионам меди (II) в статическом режиме в градуированную пробирку с притертой пробкой вводили необходимое количество раствора хлорида меди (II). Затем добавляли HCl или NaOH для создания необходимой кислотности и доводили объем до 10 мл. pH растворов контролировали на рН-метре s20 MettlerToledo. Вносили 0,1 г сорбента и встряхивали в течение 15 минут. Раствор отделяли от сорбента фильтрованием. Контроль за распределением металла осуществляли по анализу водной фазы атомно-эмиссионным методом на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой iCAP – 6500 фирмы ThemoScientificCorp и на атомно-абсорбционном спектрометре «МГА-915».
Степень извлечения (R, %) исследуемого металла рассчитывали по формуле 1, а сорбционную ёмкость сорбента, модифицированного арсеназо I, по отношению к раствору хлорида меди – по формуле 2.
2.3 Влияние кислотности среды на степень сорбционного извлечения арсеназо I
С целью определения оптимальной кислотности среды для максимального извлечения арсеназо Iв ряд мерных пробирок с притертыми пробками вносили 0,5 мл раствора арсеназо I(Сарсеназо I = 1 г/л). Далее проводили операции по методике, указанной в разделе 2.2.1. Кислотность среды варьировали от рН 1,5 до pH 7.