Международный
научный журнал

Исследование сорбции некоторых металлов на синтезированных комплексообразующих ионитах


Sorption study of some metals on synthesized chelating ion exchangers

Цитировать:
Исследование сорбции некоторых металлов на синтезированных комплексообразующих ионитах // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Эшкурбонов Ф.Б. [и др.]. 2018. № 5(47). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5834 (дата обращения: 22.09.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены состав и структура комплексообразующих ионитов, проведен ИК – спектральный анализ, с помощью которого определены химические связи и функциональные группы ионита. В таблице показаны результаты степени сорбции ионов (металл, ОН-, Cl-) полученного ионита.  Данные результаты показали, что полученные иониты имеют селективные сорбционные свойства цветных и благородных металлов.

ABSTRACT

The article describes the composition and structure of chelating ion exchangers held IR - spectrum analysis with which to determine the chemical bonds and functional groups of the ion exchanger. The table shows the results of the degree of adsorption of ions (metal, OH-, Cl-) produced resin. These results showed that the obtained resins are selective sorption properties of base and precious metals.

 

Ключевые слова: комплексообразование, анионит, эпихлоргидрин, способность, потенциометрическое титрование, аминогруппы, константы, ионы меди, кривые.

Keywords: The complex formation, anionit, epichlorohydrin, ability, electrometric titration, amino groups, constants, copper ions, curves.

 

Введение. Непрерывное расширение областей применения ионного обмена требует от синтетиков получения та­ких ионитов, которые обладали бы селективными (из­бирательными) свойствами по отношению к извле­каемым соединениям. Такие иониты, кроме тради­ционных функциональных групп, должны содержать атомные группировки, которые способны к комплексо- образованию с поглощаемыми веществами.

Комплексообразующими свойствами обладают та­кие полимеры, функциональные группы которых мо­гут образовывать донорно-акцепторные (координа­ционные) связи с ионами, атомами или молекулами, находящимися с ними в контакте[1].

Серосодержащие полимеры с тиольными и тионными группами также относятся к ряду селективных ионитов. Они применяются для отделения катионов четвертой и пятой аналитических групп от элементов первой и второй групп. Эти иониты могут быть ис­пользованы для извлечения металлов, образующих трудно растворимые в воде сульфиды [2].

Даванков и Лауфер [3] путем поликонден­сации тиомочевины с формальдегидом и другими со­единениями синтезировали комплексо-образующие сор­бенты с высокой селективностью к благородным ме­таллам. Они были использованы для извлечения зо­лота, платины и серебра из производственных раство­ров предприятий часовой промышленности, Монетного двора, кинокопировальных фабрик.

В последние годы интенсивно исследуются синтез и свойства комплексов высокомолекулярных соединений с различными ионами металлов. Работы в этом направлении приобретают большое значение, поскольку высокомолекулярные соединения, будучи полилигандами, являются эффективными комплексообразователями и характеризуются свойствами, которые отсутствуют у комплексов низкомолекулярных лигандов. В связи с этим нами рассматриваются и обсуждаются результаты исследования ряда новых комплексообразующих ионитов на основе эпихлоргидрина, тиомочевины и меламина (2,4,6 – триамино – 1,3,5 - триазин), и их использование в процессе сорбции различных металлов – меди, кобальта, серебра из растворов.

Синтезированный нами ионит, обладает комплексообразующими свойствами и обеспечивает высокое комплексообразование по ряду элементов (Сu++, Co++, Ag+ и др.). Синтезированный ионит может быть использован в гидрометаллургии (селективностью к благородным металлам), для очистки сточных вод и в других областях ионообменных технологий.

Объекты и методы исследования. Объектом нашего исследования синтез комплексообразующий анионита на основе тиомочевина (Т), эпихлоргидрина (ЭХГ) и полиэтиленполиамина (ПЭПА) полученные поликонденсационного типа. Структура и свойства синтезированных полимерных комплексов исследованы ИК – спектроскопическим методом.

Результаты и их обсуждение. Метод ИК – спектроскопии позволил получить информацию о строении комплексных соединений, а также оценить силу связывания между лигандами и различными металлами. Характеристические полосы поглощения эпоксидных групп в области 1144 см-1 отсутствуют. В них проявляются частоты аминогрупп в области 1616-1668-1717, 3363 см-1. В указанных спектрах частоты   С – С связи – 975-1054, СН и СН2 групп, относящиеся к валентным колебаниям в области 2683-2851 и 1455 см-1, и полосы поглощения C = S (1403 см-1) сохраняются.

 

Рисунок 1. ИК-спектр комплексообразующего ионита на основе эпихлоргидрина, тиомочевины и меламина

 

Сильные изменения при комплексообразовании испытывают такие частоты в области 1330 – 778 см-1, которые приписываются внеплоскостным колебаниям гетероциклического кольца.

В комплексах полимера эпихлоргидрина и тиомочевины в водной среде при добавлении к смеси мономеров меламина с солями меди полоса при 1500 см-1 сдвигается на 20, 15, и 10 см-1 соответственно в область высоких частот. Поскольку при координации азота и серы частота валентных колебаний С = N, С = S,  как правило, повышается, то эти сдвиги обусловлены образованием координационной связи С= S →M+2 – N = C.

Таким образом, способность ионов металлов к комплексообразованию определяется величиной сдвига характеристических полос полимерного лиганда. Изменение частот колебаний NH – группы (3400 см-1), в присутствии ионов металлов, указывает на образование координационной связи S →M – N, вследствие присутствия p и d – электронных орбиталей, а также π – электронов азота  и серы полимера.

 

Рисунок 2. ИК-спектр комплексообразующего анионита на основе эпихлоргидрина, тиомочевины и меламина, закомплексованного ионами меди(II)

 

Синтезированные иониты подвергались физико – химическим и механическим испытаниям. В настоящей работе описаны такие основные свойства ионитов, как обменная емкость, сорбционность по отношению к различным металлам (Сu++, Co++, Ag+), термическая и химическая устойчивость, набухаемость. Для оценки эффективности синтезированного нами ионита, на основе эпихлоргидрина,  тиомочевины и меламина, его сорбционные свойства сравнивали с аналогичными свойствами других ионитов данного класса.

Таблица 1.

Основные физико – химические характеристики ионитов

Ионит на основе

Мольное соотношение мономеров

Температура полимеризации, К

СОЕ (мг∙экв/г) по 0,1 н.

СОЕ по

Cu++Co++Ag+ из 0,1 н. раствора,   рН = 5–6

NaOH

HCl

CuCl2

CoSO4

AgNO3

Т+ЭХГ+М

1 : 1 : 0,5

323 – 383

8

5,5-6

1,9

1,8

3,1

Т+ЭХГ+М

1 : 1 : 1

323 – 383

8,5-9

6,5

1,9-2,1

1,88

3,2

Т+Ф+ЭХГ+М

1 : 1 : 1

323 – 383

4,5

3,6

1,8

1,4

2,4

Т-тиомочевина, ЭХГ-эпихлоргидрин, М-меламин, Ф-формалин

 

Несомненный интерес представляло исследование кинетики сорбции меди, кобальта, серебра синтезированным комплексообразующим ионитом на основе эпихлоргидрина, тиомочевины и меламина (2,4,6 – триамино – 1,3,5 - триазин), и их использование в процессе сорбции из растворов этих металлов. Синтезированный ионит хорошо сорбирует ионы переходных и благородных металлов и может найти применение при сорбции металлов из растворов. Исследованные ионы, по степени сорбции, ионитом можно расположить в следующий ряд: Ag > Cu > Co.

Насыщенный медью ионит после отмывки водой десорбировали меди с помощью сернокислые растворы тиомочевины.

Заключение. Таким образом, ионит на основе эпихлоргидрина, тиомочевины и меламина является высокоэффективным сорбентом, практически полностью регенеруемым и восстанавливающим свою сорбционную способность. Испытания на износоустойчивость предлагаемого сорбента проводят в шаровой мельнице со стальными шарами прокручиванием 100 мл сорбента в течение 10 мин. Износоустойчивость (% разрушенных частиц) составляет 5,8 %. Высокие эксплуатационные качества (механическая прочность 95%, практически полная регенерируемость 8-25% - ными растворами кислот) дают возможность применять ионита для промышленной сорбции меди и серебра из растворов. 

 

Список литературы:
1. Даванков А.Б., Лауфер В.М. Сб. Исследования в области промышленного применения сорбентов. – М.: Изд. АН Россия. 1961. – 197 с.
2. Зубакова Л.Б. и др. Синтетические ионообменные материалы. - М.: Изд. «Химия», 1978. -182 с.
3. Синявский В.Г. Селективные иониты. – Киев: «Техника», 1967. -168 с.

 

Информация об авторах:

Эшкурбонов Фуркат Бозорович Eshkurbonov Furkat

старший научный сотрудник-исследователь, Термезский государственный университет, Узбекистан, Термез

Senior Research Fellow, Termez State University,Uzbekistan,Termez


Тураев Хайит Худайназарович Turaev Hayit

д-р хим. наук, профессор, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, улица Ф. Ходжаева, 43

doctor of chemical sciences, professor, Termez State University, 190111, Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev str., 43


Джалилов Абдулахат Турапович Abdulakhat Djalilov

д-р хим. наук, профессор, директор ГУП «Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», 111116, Узбекистан, Ташкентская область, Зангиатинский район, п/о Шуро-базар

doctor of chemistry, professor, director of the Stat Unitary Enterprise Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, 111116, Uzbekistan, Tashkent region, Zangiata district, P / o Shuro-bazaar


Амонова Нодира Давлатовна Nodira Amonova

преподаватель, Термезский государственный университет, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул.Ф. Ходжаева дом 43

teacher, Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, ul.F. Khodjaeva house 43


Абдурахмонова Нигора Худойбердиевна Nigora Anbduraxmonova

преподаватель, Термезский медицинского коллежа, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул. С. Саодат, дом 64

teacher, Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, st..S. Saodat house 64


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.