Сорбционное разделение и концентрирование токсичных металлов полиэтиленимином
Аннотация
В аммиачно-ацетатном буферном растворе ПЭИ при pH 4,0 может быть использован для селективного выделения ионов меди (II), степень извлечения которой составляет 91 %. Групповое извлечение исследуемых ионов токсичных металлов наблюдается при значении рН > 7,0.
При значении рН наибольшей суммарной сорбируемости ионов переходных метал-лов для достижения равновесия в системе «сорбент – раствор» по ионам требуется Cu (II), Zn (II), Cd (II) и Pb (II) 120 мин, по ионам Ni (II) и Co (II) – более 360 мин. Сорбция ионов переходных металлов в интервале 0–360 мин удовлетворительно описывается химической моделью псевдовторого порядка. В первые 60–120 мин контакта фаз в скорость поглощения металлов сорбентом вносит свой вклад и внутренняя диффузия.
Наибольшим сродством к исследуемому материалу обладают ионы Cu (II). При значении pH 4,0 обменная емкость ПЭИ по ионам меди (II) составляет 0,799 ммоль/г, сорбционное извлечение остальных ионов не превышает 0,060 ммоль/г. Обменная емкость по ионам меди (II) при значении pH 7,5 составляет 0,765 ммоль/г. Наилучшим образом процесс сорбции данного сорта ионов описывают модели Ленгмюра (pH 4,0) и Редлиха–Петерсона (pH 7,5).
В высокочастотной области спектра образцов, содержащих сорбированные ионы токсичных металлов происходит смещение частот поглощения связи N–H по сравнению с исходным ПЭИ, что свидетельствует об образовании связей между функциональными группами и ионами металла. Для образцов ПЭИ, содержащего сорбированные ионы Cu2+, Co2+, Ni2+, на ИК-спектрах происходит уменьшение интенсивности полос, соответствующих деформационным колебаниям группы COO и асимметричным и симметричным валентным колебаниям C–H группы, что возможно обусловлено высокими степенями из-влечения указанных ионов по сравнению с другими ионами токсичных металлов.
При значении рН наибольшей суммарной сорбируемости ионов переходных метал-лов для достижения равновесия в системе «сорбент – раствор» по ионам требуется Cu (II), Zn (II), Cd (II) и Pb (II) 120 мин, по ионам Ni (II) и Co (II) – более 360 мин. Сорбция ионов переходных металлов в интервале 0–360 мин удовлетворительно описывается химической моделью псевдовторого порядка. В первые 60–120 мин контакта фаз в скорость поглощения металлов сорбентом вносит свой вклад и внутренняя диффузия.
Наибольшим сродством к исследуемому материалу обладают ионы Cu (II). При значении pH 4,0 обменная емкость ПЭИ по ионам меди (II) составляет 0,799 ммоль/г, сорбционное извлечение остальных ионов не превышает 0,060 ммоль/г. Обменная емкость по ионам меди (II) при значении pH 7,5 составляет 0,765 ммоль/г. Наилучшим образом процесс сорбции данного сорта ионов описывают модели Ленгмюра (pH 4,0) и Редлиха–Петерсона (pH 7,5).
В высокочастотной области спектра образцов, содержащих сорбированные ионы токсичных металлов происходит смещение частот поглощения связи N–H по сравнению с исходным ПЭИ, что свидетельствует об образовании связей между функциональными группами и ионами металла. Для образцов ПЭИ, содержащего сорбированные ионы Cu2+, Co2+, Ni2+, на ИК-спектрах происходит уменьшение интенсивности полос, соответствующих деформационным колебаниям группы COO и асимметричным и симметричным валентным колебаниям C–H группы, что возможно обусловлено высокими степенями из-влечения указанных ионов по сравнению с другими ионами токсичных металлов.