«Подбор элюентов для десорбции иона кобальта (II) на хитозане»

Техногенные нагрузки на окружающую среду привели к ее значительному загрязнению большим спектром вредных веществ, таких как тяжелые металлы, радионуклиды, нефтепродукты и т. д. Особую опасность представляют тяжелые металлы, так как они не разлагаются и имеют тенденцию к накоплению. В приоритетную группу тяжелых металлов по токсичности входят свинец, кадмий, ртуть, медь и цинк. Однако опасность представляют также и другие тяжелые металлы, такие как, никель, хром, кобальт и т.д.

---

Хотите узнать, где заказать реферат по бухгалтерскому учету? Конечно же в Work5! Уже более 15 лет мы помогаем студентам с написанием работ!

---

., если они не являются составляющими природных материалов. Они включаются в биологический круговорот веществ на длительные периоды времени. Природоохранные мероприятия не могут в полной мере защитить от губительного загрязнения тяжелыми металлами. Для их удаления необходимы активные действия на путях попадания их в организм человека. Актуальной технологической задачей современности является извлечение этих металлов, концентрирование и дальнейшее безопасное хранение. Для ее реализации возможно использование сорбционных методов с использованием минеральных, синтетических и органических сорбентов. В последние годы большой интерес представляет разработка сорбентов на основе многотоннажных побочных продуктов или отходов сельского хозяйства, текстильной, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности. Эти материалы имеют более низкую стоимость, доступны и просты по способам утилизации, обладают достаточно высокими сорбционными характеристиками по широкой гамме металлов-загрязнителей и являются экологически чистыми [1]. Такими сорбционными свойствами обладает и хитозан. Хитозан представляет собой линейный гетерополисахарид, построенный главным образом из звеньев остатков2-амино-2-дезокси-β-D-глюкопиранозы, соединенныхβ-(1→4)-гликозидной связью. Некоторые звенья состоят из остатков2-ацетамидо-2-дезокси-β-D-глюкопиранозы. Наличие свободных аминогрупп в молекуле хитозана определяет его способность связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд. Рассматривая механизм действия хитозана в отношении тяжелых металлов, чаще всего преобладает хелатное комплексообразование, обусловленное высокой электронодонорной способностью атомов азота и кислорода [2, 3]. В связи с этим перспективно использование данного полимера в водоочистке и водоподготовке. Эффективность и экономичность сорбционных технологий определяется возможностью многократного использования сорбентов. В связи с этим разработка технологии регенерации сорбентов после их использования является актуальной задачей производства. Целью данной работы является подбор элюентов для десорбции иона кобальта (II) на хитозане. Для решения данной цели были поставлены следующие задачи: 1. изучение кинетики сорбции иона кобальта (II) на хитозане; 2. изучение десорбции ионов кобальта (II) неорганическими (соляной, серной и азотной) и органическими (уксусной) кислотами различных концентраций.

1. Изучены литературные данные по физико-химическим характеристикам кобальта, свойствам хитозана и актуальности его изучения в качестве сорбента тяжелых металлов, основным элюентам, применяемым для десорбции тяжелых металлов с целью регенерации сорбентов, а также методам определения ионов кобальта (II). 2. Освоена методика фотометрического определения ионов кобальта (II), основанная на образовании окрашенного в розовый цвет соединения при взаимодействии с нитрозо-Я-солью в уксусноацетатной среде при pH близком к 5,5, с целью контроля равновесных концентраций в растворах при сорбции и десорбции. 3. Изучена кинетика сорбции ионов кобальта (II) хитозаном, построена кинетическая кривая и определено время достижения равновесного состояния 60 мин. 4. Изучена десорбция ионов кобальта (II) на хитозане различными неорганическими и органическими кислотами разных концентраций. 5. Установлено, что с увеличением концентрации кислоты степень десорбции ионов кобальта возрастает. При равном времени проведения десорбции кислоты располагаются в ряду по усилению эффективности извлечения ионов кобальта (II) СН3СООН < HCl < H2SO4. 6. Экспериментально показано, что эффективность извлечения тяжелых металлов с использованием кислот зависит от концентрации раствора и значения рН. 7. Установлено, что в рамках данной работы наиболее эффективным элюентом для десорбции ионов кобальта (II) на хитозане является серная кислота концентрацией 5∙10-3 М при времени проведения десорбции 30 мин.

1. Hubbe, M. Cellulosic substrates for removal of pollutants frоm aqueous systems: A review / M. Hubbe, S. Hasan, J. Ducoste // BioResources. – 2011. – Vol. 6. – P. 161 – 287 2. Gomez-Guillen M. Preparation and chelating properties of derivatives of chitosan and 1,3- Dicarbonyl compounds / M. Gomez-Guillen, A. Gomez-Sanchez, M.E. Manin-Zamora // Carbohydr. Res. – 1994. –V. 258. – P. 313-319. 3. Onsoyen E. Metal recovery using chitosan / E. Onsoyen, O. Skaugrud // J. Chem. Technol. and Biotechnol. – 1990. – № 4. – P. 395-404. 4. Пятницкий, И. В. Аналитическая химия кобальта / И. В. Пятницкий. – Москва: Наука, 1965. – 260 с. 5. Молодкин, А. К. Химия переходных элементов: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 032300 (050101) – химия / А. К. Молодкин, Н. Я. Есина, Н. У. Венсковский; под ред. А. К. Молодкина. – Москва: Российский ун-т дружбы народов, 2007. – 367 с. 6. Сибиркин, А. А. Триада железа. Конспект по курсу неорганической химии / А. А. Сибиркин. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. – 25 с. 7. Свойства элементов : Справочник : В 2 кн. Кн. 1. Т. 1. / [М. Е. Дриц и др.] ; Под общ. ред. М. Е. Дрица. – 3. изд., перераб. и доп. – Москва: Руда и Металлы, 2003. – 444 с. 8. Rinaudo, M. Chitin and chitosan: Properties and applications / M. Rinaudo // Progress in Polymer Science. – 2006. – V. 31. – № 7. – P. 603-632 [Электронный ресурс] // Researchgate. – URL: https://www.researchgate.net/publication/242294346_Chitin_and_chitosan_Chemistry_properties_and_applications (дата обращения 13.03.2023). 9. Камская, В. Е. Хитозан: структура, свойства и использование / В. Е. Камская // Научное обозрение. Биологические науки. – 2016. – № 6. – С. 36-42 [Электронный ресурс] // Научный журнал Научное обозрение. Биологические науки. – URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1020 (дата обращения: 13.03.2023). 10. Строкова, Н.  Г. Современные способы переработки хитинсодержащего сырья / Н.  Г. Строкова, А.  В. Подкорытова // Труды ВНИРО. 2018. – Т. 170. – С. 124-152. 11. Смотрина, Т. В. Тонкая структура и гидрофильные свойства термически модифицированных полисахаридов. 1. Сорбция воды термически модифицированными полисахаридами / Т. В. Смотрина, В. А. Смотрин, О. В. Стоянов // Вестник технологического университета. – 2015. – Т.18. – №16. – С. 18-21. 12. Маслова, Г. В. Влияние вида хитинсодержащего сырья на физико-химические свойства хитиновых биополимеров, полученных с помощью электрохимически активированных / Г. В. Маслова // Сборник тезисов докладов участников Шестой Международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана». – Москва. – 2001. – С. 35-38. 13. Kumar M. N. V. R. Chitosan chemistry and pharmaceutical perspectives / M. N. V. R. Kumar, R. A. A. Muzzarelli, C. Muzzarelli, H. Sashiwa, A. J. Domb // Chemical reviews. – 2004. – V. 104. – P. 6017– 6084. 14. Абдуллин, В. Ф. Технология и свойства хитозана из панциря речного рака / В. Ф. Абдуллин, С. Е. Артёменко, Г. П. Овчинникова // Вестник СГТУ. – 2006. – Т. 4. № 16. – C. 18-24. 15. Чермит, З. М. О применении препаратов хитозана в пищевой промышленности / З. М. Чермит, Н. М. Агеева // Плодоводство и виноградарство юга России. – 2016. – № 39 – С. 192-208. 16. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / Под ред. К. Г Скрябина, Г. А. Вихоревой, В. П. Варламова. – М.: Наука, 2002. – 360 с. 17. Няникова, Г. Г. Области применения хитозана / Г. Г. Няникова, Т. Э. Маметнабиев, И. П. Калинкин, М. В. Гепецкая, С. М. Комиссарчик, Е. Ю. Елдинова // Известия СПбГТИ (ТУ). – 2007. – №2. [Электронный ресурс] // Научная электронная библиотека «КиберЛенинка». – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/oblasti-primeneniya-hitozana (дата обращения: 13.03.2023). 18. Элвелл, В. Т., Вуд, Д. Ф. Анализ новых металлов / В. Т. Элвелл, Ф. Д. Вуд. – М.: Химия, 1970. – 220 с. 19. ПНД Ф 14.1:2.44-96 «Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов кобальта в природных и сточных водах фотометрическим методом с нитрозо-R-солью» [Электронный ресурс] // Gostrf.com. Госты. Нормативы. – URL: https://gostrf.com/normadata/1/4293846/4293846472.htm (дата обращения: 13.03.2023). 20. Рустамов, Н. Х. Экстракционно-фотометрическое определение кобальта(II) с ароматическими диаминами и 2,4-динитробензолазопирокатехином / Н. Х. Рустамов, С. И. Багбанлы, У. Н. Рустамова, О. Т. Бадалова, З. С. Эфендиева // Azerbaijan Chemical Journal. – 2013. – №4. [Электронный ресурс] // Научная электронная библиотека «КиберЛенинка». – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekstraktsionno-fotometricheskoe-opredelenie-kobalta-ii-s-aromaticheskimi-diaminami-i-2-4-dinitrobenzolazopirokatehinom (дата обращения: 14.03.2023). 21. Муратова, Ф. А. Фотометрическое определение кобальта в природных водах с применением реагента КТАДАФ / Ф. А. Муратова, А. М. Озеров, М. Ю. Юсупов // Журнал Заводская лаборатория. – 1991. – № 4. – с. 10-11. 22. Голиванд, М. В. Одновременное спектрофотометрическое определение следовых количеств кобальта, никеля и меди после их концентрировании в виде 2-аминоциклопентен-1-дитиокарбосилатных комплексов на микрокристаллическом нафталине с использованием частного метода наименьших квадратов / М.В. Голиванд, Ю. Мозаффари, Ш. Собхани, Дж. Газеми // Журнал аналитической химии. – 2008. – Т.63. – № 3. – с. 258-264. 23. Мадусманова, Н. К. Производные нитрозонафтола как аналитические реагенты на ионы кобальта / Н. К. Мадусманова, Л. М. Халилова, Э. Ш. Жумаева, Д. А. Гафурова, З. А. Сманова, Х. С. Тожимухамедов // Журнал аналитической химии. – 2022. – Т.77. – № 1. – с. 11-19. 24. Гайдук О. В., Молибдофосфорная кислота как реагент для определения кобальта (II) / О. В. Гайдук, Р. П. Панталер // Аналитика и контроль. – 2009. Т. 13. – № 1. – С. 40-43. 25. Шумяцкий, Ю. И. Промышленные адсорбционные процессы : учебное пособие для студентов химико-технологических специальностей вузов / Ю. И. Шумяцкий. – Москва : КолосС, 2009. – 182, [1] с. – ISBN 978-5-9532-0656-3. – Текст : непосредственный. 26. Ласкорин, Б.Н. Десорбция меди с амфолита ВПК с применением комплексообразователей / Б. Н. Ласкорин, Д. Д. Слесарева, Е. В. Жарова // Журнал прикладной химии. – 1975. – № 1. – С. 43. 27. Минина, П. А. Проблемы применения органических кислот в процессе очистки грунтов, загрязненных тяжелыми металлами / П. А. Минина // Молодой ученый. – 2020. – № 22 (312). – С. 594-596 [Электронный ресурс] // Научный журнал «Молодой ученый». – URL: https://moluch.ru/archive/312/70730/ (дата обращения: 16.03.2023). 28. Рустамов, Н. Х. Экстракционно-фотометрическое определение кобальта(II) с ароматическими диаминами и 2,4-динитробензолазопирокатехином / Н. Х. Рустамов, С. И. Багбанлы, У. Н. Рустамова, О. Т. Бадалова, З. С. Эфендиева // Azerbaijan Chemical Journal. 2013. №4. [Электронный ресурс] // Научная электронная библиотека «КиберЛенинка». – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekstraktsionno-fotometricheskoe-opredelenie-kobalta-ii-s-aromaticheskimi-diaminami-i-2-4-dinitrobenzolazopirokatehinom (дата обращения: 14.03.2023). 29. Тимофеев, К. Л. Селективная десорбция амино-карбоксильных амфолитов / К. Л. Тимофеев, С. С. Набойченко, А. Б. Лебедь, Л. Ф. Акулич Л. Ф. [Электронный ресурс] // S.science-education.ru. – URL: https://s.science-education.ru/pdf/2012/2/39.pdf (дата обращения: 14.03.2023). 30. Барченков, В. В. Основы сорбционной технологии извлечения золота и серебра из руд / В. В. Барченков. – М.: Металлургия, 1982. – 128 с. 31. Алтынбек, Ш. Ч. Выбор элюирующих растворов для десорбции золота с насыщенной ионообменной смолы в присутствии металлов-примесей / Ш. Ч. Алтынбек, Л. С. Болотова, А. Г. Романенко, А. О. Байконуров // Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан. – 2017. – V. 3. – № 367. – С. 80-86.