Физико-химические полиэтиленимина
Аннотация
Изучены кислотно-основные, комплексообразующие и регенерационные свойства полиэтиленимина (ПЭИ) и его функционализированного пиридилметильными группами производного (ПМПЭИ–0.4).
Показатель основности функциональных групп объектов исследования, определенный методом потенциометрического титрования отдельных навесок. Методом разрушения ионитного комплекса рассчитана константа устойчивости комплекса, образующегося между ионами меди (II) и функциональными группами ПЭИ.
Зависимости сорбции регенерированным полиэтиленимином ионов меди (II), никеля (II), кобальта (II), цинка (II), кадмия (II) и свинца (II) при их совместном присутствии в растворе от кислотности раствора и времени контакта фаз аналогичны подобным зависимостям, полученным для исходного ПЭИ.
Кислотность раствора практически не влияет на степень извлечения ионов меди (II) регенерированным полиэтиленимином. Для остальных ионов степень извлечения увеличивается с увеличением значения рН раствора и достигает максимального значения в диапазоне рН 6.5–8.0. Регулируя кислотность раствора можно повысить селективность сорбции по отношению к ионам меди (II).
Для достижения сорбционного равновесия в системе «раствор солей металлов – ПЭИ» требуется 2 часа. Сорбционный процесс контролируется как стадией внешней диффузии, так и стадией химического взаимодействия извлекаемых ионов металлов с функциональными группами ПЭИ.
Методом ИК-спектроскопии установлено, что в образовании связи между ионами металлов и функциональными группами ПЭИ участвует атом азота первичной аминогруппы. Кроме этого, в процессе комплексообразования участвует ацетат-ион, входящий в состав используемой буферной системы.
Studied the acid-base, complexing and regenerative properties of polyethyleneimine (PEI) and its functionalized pyridylmethyl group derivative (PMPEI 0.4).
The index of basicity of functional groups of research objects, determined by the method of potentiometric titration of individual samples. The method of ion-exchange complex fracture calculated stability constant of the complex formed between the ions of copper (II) and the functional groups of the PEI.
Depending sorption regenerated polyethyleneimine copper ion (II), nickel (II), cobalt (II), zinc (II), cadmium (II) and lead (II) at their joint presence in solution of the acidity of the solution and the contact time of the phases analogous to similar dependences , obtained for the initial PEI.
The acidity of the solution has practically no effect on the recovery of copper (II) ions by the regenerated polyethyleneimine. For the remaining ions, the recovery rate increases with the pH value of the solution and reaches a maximum value in the pH range 6.5-8.0. By controlling the acidity of the solution, it is possible to increase the selectivity of sorption with respect to copper (II) ions.
To achieve sorption equilibrium in the system "solution of metal salts - PEI" it takes 2 hours. The sorption process is controlled by both external diffusion step and the step of chemical interaction extracted metal ions with functional groups of the PEI.
IR spectroscopy revealed that in the formation of a bond between the metal ions and functional groups involved PEI nitrogen atom of primary amino groups. In addition, the acetate ion, which is part of the buffer system used, participates in the complexing process.
Показатель основности функциональных групп объектов исследования, определенный методом потенциометрического титрования отдельных навесок. Методом разрушения ионитного комплекса рассчитана константа устойчивости комплекса, образующегося между ионами меди (II) и функциональными группами ПЭИ.
Зависимости сорбции регенерированным полиэтиленимином ионов меди (II), никеля (II), кобальта (II), цинка (II), кадмия (II) и свинца (II) при их совместном присутствии в растворе от кислотности раствора и времени контакта фаз аналогичны подобным зависимостям, полученным для исходного ПЭИ.
Кислотность раствора практически не влияет на степень извлечения ионов меди (II) регенерированным полиэтиленимином. Для остальных ионов степень извлечения увеличивается с увеличением значения рН раствора и достигает максимального значения в диапазоне рН 6.5–8.0. Регулируя кислотность раствора можно повысить селективность сорбции по отношению к ионам меди (II).
Для достижения сорбционного равновесия в системе «раствор солей металлов – ПЭИ» требуется 2 часа. Сорбционный процесс контролируется как стадией внешней диффузии, так и стадией химического взаимодействия извлекаемых ионов металлов с функциональными группами ПЭИ.
Методом ИК-спектроскопии установлено, что в образовании связи между ионами металлов и функциональными группами ПЭИ участвует атом азота первичной аминогруппы. Кроме этого, в процессе комплексообразования участвует ацетат-ион, входящий в состав используемой буферной системы.
Studied the acid-base, complexing and regenerative properties of polyethyleneimine (PEI) and its functionalized pyridylmethyl group derivative (PMPEI 0.4).
The index of basicity of functional groups of research objects, determined by the method of potentiometric titration of individual samples. The method of ion-exchange complex fracture calculated stability constant of the complex formed between the ions of copper (II) and the functional groups of the PEI.
Depending sorption regenerated polyethyleneimine copper ion (II), nickel (II), cobalt (II), zinc (II), cadmium (II) and lead (II) at their joint presence in solution of the acidity of the solution and the contact time of the phases analogous to similar dependences , obtained for the initial PEI.
The acidity of the solution has practically no effect on the recovery of copper (II) ions by the regenerated polyethyleneimine. For the remaining ions, the recovery rate increases with the pH value of the solution and reaches a maximum value in the pH range 6.5-8.0. By controlling the acidity of the solution, it is possible to increase the selectivity of sorption with respect to copper (II) ions.
To achieve sorption equilibrium in the system "solution of metal salts - PEI" it takes 2 hours. The sorption process is controlled by both external diffusion step and the step of chemical interaction extracted metal ions with functional groups of the PEI.
IR spectroscopy revealed that in the formation of a bond between the metal ions and functional groups involved PEI nitrogen atom of primary amino groups. In addition, the acetate ion, which is part of the buffer system used, participates in the complexing process.