Сорбция ионов металлов сшитым сульфоэтилированным полиаллиламином со степенью модифицирования 1.6
Аннотация
Настоящая работа посвящена изучению сорбционных свойств сульфоэтилирован-ного полиаллиламина со степенью модифицирования 1.6 (СЭПАА 1.6).
Методом обратного кислотно-основного титрования определены значения статиче-ской и динамической обменной емкости (СОЕ и ДОЕ) сульфоэтилированного полиалли-ламина по гидроксид-ионам, которые составили 2.22 и 0.70 ммоль/г соответственно. По-строена кривая набухания сорбента в парах воды. Максимальная степень набухания, по-лученная в условиях эксперимента, составила 1.06 г (H2O)/г (сорбента).
Методом ограниченного объема исследовано влияние pH раствора на сорбцию ионов меди (II), кобальта (II), никеля (II), цинка (II), кадмия (II), свинца (II), серебра (I), магния (II), кальция (II), бария (II), стронция (II) сульфоэтилированным полиаллиламином при их совместном присутствии в аммиачном и аммиачно-ацетатном буферных растворах. Установлено, что из обоих систем СЭПАА 1.6 селективно извлекает ионы серебра (I). По-казано, что по сравнению с аммиачным наибольшей степени извлечения и селективности сорбции серебра (I) отвечает использование аммиачно-ацетатного буферного раствора с рН 4.5–5.0. Наибольшим мешающим влиянием на сорбцию серебра (I) при этом обладают ионы бария (II).
Изучена кинетика сорбции ионов меди (II) и серебра (I) из их бинарных и много-компонентных растворов, содержащих в качестве сопутствующих ионов ионы кобаль-та (II), никеля (II), цинка (II), кадмия (II), свинца (II), магния (II), кальция (II), бария (II), стронция (II) СЭПАА 1.6 при совместном присутствии в аммиачном и аммиачно-ацетатном буферных растворах. Равновесие в системах «сорбент – раствор солей метал-лов» устанавливается в течение 5 минут контакта фаз. Установлено, что при этом достига-ется сорбция ионов серебра (I), равная 0.210 ммоль/г при извлечении из аммиачно-ацетатного буферного раствора, содержащего ионы серебра (I) и меди (II), 0.200 ммоль/г при совместном присутствии ионов переходных и щелочноземельных металлов. При сорбции из аммиачного буферного раствора эти значения существенно ниже, в случае из-влечения из бинарных и многокомпонентных растворов достигается сорбция серебра (I) 0.095 ммоль/г для обоих случаев. Путем математической обработки экспериментальных данных моделями диффузионной и химической кинетики показано, что скорость процесса сорбции серебра (I) СЭПАА 1.6 лимитируется стадией химического взаимодействия иона металла с функциональными группами сорбента.
Исследовано влияние различных факторов (предварительного набухания сорбента, исходной концентрации металлов, pH буферного раствора) на селективность сорбции се-ребра (I) по сравнению с медью (II) СЭПАА 1.6 в динамических условиях. Показано, что исследуемый сорбент наиболее селективно извлекает серебро (I) из аммиачного буферно-го раствора в условиях проведения предварительного набухания сорбента, при начальной концентрации ионов металлов 5∙10-4 моль/дм3 и рH 5.5. Экспериментальные данные обра-ботаны по моделям Адамса-Бохарта, Томаса и Юна-Нельсона. Определены константы скорости моделей Томаса и Юна-Нельсона, динамические емкости СЭПАА 1.6 по ионам меди (II) и серебра (I), время, требуемое для выхода из колонки 50% сорбата. Установле-но, что при увеличении pH аммиачного буферного раствора возрастает значение динами-ческой обменной емкости по ионам металлов, однако при этом уменьшается селектив-ность извлечения ионов серебра (I).
Методом обратного кислотно-основного титрования определены значения статиче-ской и динамической обменной емкости (СОЕ и ДОЕ) сульфоэтилированного полиалли-ламина по гидроксид-ионам, которые составили 2.22 и 0.70 ммоль/г соответственно. По-строена кривая набухания сорбента в парах воды. Максимальная степень набухания, по-лученная в условиях эксперимента, составила 1.06 г (H2O)/г (сорбента).
Методом ограниченного объема исследовано влияние pH раствора на сорбцию ионов меди (II), кобальта (II), никеля (II), цинка (II), кадмия (II), свинца (II), серебра (I), магния (II), кальция (II), бария (II), стронция (II) сульфоэтилированным полиаллиламином при их совместном присутствии в аммиачном и аммиачно-ацетатном буферных растворах. Установлено, что из обоих систем СЭПАА 1.6 селективно извлекает ионы серебра (I). По-казано, что по сравнению с аммиачным наибольшей степени извлечения и селективности сорбции серебра (I) отвечает использование аммиачно-ацетатного буферного раствора с рН 4.5–5.0. Наибольшим мешающим влиянием на сорбцию серебра (I) при этом обладают ионы бария (II).
Изучена кинетика сорбции ионов меди (II) и серебра (I) из их бинарных и много-компонентных растворов, содержащих в качестве сопутствующих ионов ионы кобаль-та (II), никеля (II), цинка (II), кадмия (II), свинца (II), магния (II), кальция (II), бария (II), стронция (II) СЭПАА 1.6 при совместном присутствии в аммиачном и аммиачно-ацетатном буферных растворах. Равновесие в системах «сорбент – раствор солей метал-лов» устанавливается в течение 5 минут контакта фаз. Установлено, что при этом достига-ется сорбция ионов серебра (I), равная 0.210 ммоль/г при извлечении из аммиачно-ацетатного буферного раствора, содержащего ионы серебра (I) и меди (II), 0.200 ммоль/г при совместном присутствии ионов переходных и щелочноземельных металлов. При сорбции из аммиачного буферного раствора эти значения существенно ниже, в случае из-влечения из бинарных и многокомпонентных растворов достигается сорбция серебра (I) 0.095 ммоль/г для обоих случаев. Путем математической обработки экспериментальных данных моделями диффузионной и химической кинетики показано, что скорость процесса сорбции серебра (I) СЭПАА 1.6 лимитируется стадией химического взаимодействия иона металла с функциональными группами сорбента.
Исследовано влияние различных факторов (предварительного набухания сорбента, исходной концентрации металлов, pH буферного раствора) на селективность сорбции се-ребра (I) по сравнению с медью (II) СЭПАА 1.6 в динамических условиях. Показано, что исследуемый сорбент наиболее селективно извлекает серебро (I) из аммиачного буферно-го раствора в условиях проведения предварительного набухания сорбента, при начальной концентрации ионов металлов 5∙10-4 моль/дм3 и рH 5.5. Экспериментальные данные обра-ботаны по моделям Адамса-Бохарта, Томаса и Юна-Нельсона. Определены константы скорости моделей Томаса и Юна-Нельсона, динамические емкости СЭПАА 1.6 по ионам меди (II) и серебра (I), время, требуемое для выхода из колонки 50% сорбата. Установле-но, что при увеличении pH аммиачного буферного раствора возрастает значение динами-ческой обменной емкости по ионам металлов, однако при этом уменьшается селектив-ность извлечения ионов серебра (I).