Равновесные и кинетические исследования концентрирования серебра(I) на сорбенте – R-модифицированном ССМА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе сополимера стирола с малеиновым ангидридом и норсульфазолом (S) с последующим модифицированием реагентом 4,4'-(этан-1,2-диилбис(азанилиден))бис(пентан-2-он) получен новый синтетический сорбент (S1). Структура сорбента S изучена методами ИК- и УФ-спектроскопии. Исследована сорбция ионов Ag(I) на сорбентах S и S1. Изучено влияние различных параметров на процесс сорбции: рН, времени контакта, начальной концентрация иона металла. Результаты проведенных исследований представлены различными моделями изотерм адсорбции и кинетическими моделями. Согласно результатам исследований, сорбция лучше всего характеризуется с помощью модели Ленгмюра и кинетической модели псевдовторого порядка. Максимальная статическая сорбционная емкость равна 420.08 мг/г для сорбента S и 577.24 мг/г для сорбента S1. Для адсорбционных исследований в работе использовали раствор Ag(I) с концентрацией 2 × 10–3 М. Статические сорбционные исследования проводили при комнатной температуре. На конечном этапе провели процесс десорбции поглощенных ионов серебра. Для этого использовали минеральную (HNO3) и органическую (CH3COOH) кислоты в интервале концентраций 0.5–2.0 М. Синтетические сорбенты S и S1 применили для извлечения серебра(I) из грибов. Результаты показали, что модификация хелатообразующего адсорбента реактивом 4,4'-(этан-1,2-диилбис(азанилиден))бис(пентан-2-он) сопровождается увеличением сорбционной емкости, т.е. одновременным повышением эффективности извлечения ионов Ag(I) полученным синтетическим сорбционным материалом. Сравнительная характеристика максимальных адсорбционных емкостей qmax различных адсорбентов по отношению к Ag(I) показывает, что адсорбенты S и S1 обладают более высокой сорбционной способностью.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Т. Эфендиева

Бакинский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: afandiyeva.narmin@mail.ru
Азербайджан, Баку

А. М. Магеррамов

Бакинский государственный университет

Email: afandiyeva.narmin@mail.ru
Азербайджан, Баку

Ф. М. Чырагов

Бакинский государственный университет

Email: afandiyeva.narmin@mail.ru
Россия, Баку

Список литературы

  1. Hans T.R. Bioaccumulation and toxicity of silver compounds: A review // Environ. Toxicol. Chem. 1999. V. 18. P. 89.
  2. Xiong Y., Wan L., Xuan J., Wang Y., Xing Zh., Shan W., Lou Zh. Selective recovery of Ag(I) coordination anion from simulate nickel electrolyte using corn stalk based adsorbent modified by ammonia–thiosemicarbazide // J. Hazard. Mater. 2016. V. 30. P. 277.
  3. Басаргин Н.Н., Розовский Ю.Г., Зибарова Ю.Ф. Кореляции и прогнозирование аналитических свойств органических реагентов и хелатных сорбентов. М.: Наука, 1986. 200 с.
  4. Мясоедова Г.В., Саввин С.Б. Хелатообразующие сорбенты. М.: Наука, 1984. 173 с.
  5. Wenchao Z., Yanjun H., Rong Ch., Hong P., Yonggui L., Qin W. Facile preparation of thioether/hydroxyl functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxanes hybrid polymer for ultrahigh selective adsorption of silver(I) ions // React. Funct. Polym. 2021. V. 163. Article 104899.
  6. Qiaosheng P., Qiaoyu S., Zhide H., Zhixing S. Application of 2-mercaptobenzo thiazole self-assembled monolayer on poly crystalline gold electrode as a nano sensor for determination of Ag (I) // Analyst. 1998. V. 123. P. 239.
  7. Seshadri T., Kettrup A., Fresenius Z. Synthesis and characterization of silica gel ion-exchanger bearing 2-amino-1-cyclopentene-1-dithio-carboxylic acid (ACDA) as chelating compound // Anal. Chem. 1982. V. 31. P. 1
  8. Afandiyeva N.T., Maharramov A.M., Chiragov F.M. Silver(I) preconcentration using m-aminophenol containing sorbent from aqueous solutions // Azerbaijan Chem. J. 2021. V. 1. P. 37.
  9. Pilśniak-Rabiega M., Wolska J. Silver(I) recovery on sulfur-containing polymeric sorbents from chloride solutions // Physicochem. Probl. Miner. Process. 2020. V. 5. P. 290.
  10. Эфендиева Н.Т., Магеррамов А.М., Чырагов Ф.М. Сорбция ионов серебра (I) синтетическим сорбентом из водных растворов // Изв. вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. T. 12. C. 30.
  11. Lin G., Wang S., Zhang L., Hu T., Peng J., Cheng S., Fu L. Selective adsorption of Ag+ on a new cyanuric-thiosemicarbazide chelating resin with high capacity from acid solutions // Polymers. 2017. V. 9. P. 568.
  12. Wenchao Z., Yanjun H., Rong Ch., Hong P., Yonggui L., Qin W. Facile preparation of thioether/hydroxyl functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxanes hybrid polymer for ultrahigh selective adsorption of silver(I) ions // React. Funct. Polym. 2021. V. 163. Article 104899.
  13. Afandiyeva N.T. Preconcentration of silver (I) on the modified sorbent from aqueous solutions // New Materials, Compounds and Applications. 2020. V. 4. P. 54.
  14. Эфендиева Н.Т., Магеррамов А.М., Чырагов Ф.М. Концентрирование ионов серебра синтетическим сорбентом из водных растворов // Изв. Дагестанского государственного педагогического ун-та. Естественные и точные науки. 2019. Т. 13. С. 45.
  15. Pilśniak-Rabiega M, Wolska J. Removal of silver from chloride solutions using new polymer materials // Physicochem. Probl. Miner. Process. 2023. V. 59. P. 1.
  16. Yirikoglu H., Gülfen M. Separation and recovery of silver(I) ions from base metal ions by melamine‐formaldehyde‐thiourea (MFT) chelating resin // Sep. Sci. Technol. 2008. V. 43. P. 376.
  17. Wang Sh., Li H., Chen X., Yang M., Qi Y. Selective adsorption of silver ions from aqueous solution using polystyrene-supported trimercaptotriazine resin // J. Environ. Sci. 2012. V. 24. P. 2166.
  18. Bahmanova F.N., Alirzaeva E.N., Afandieva N.T., Shamilov N.T. Adsorption properties of uranium on the chelating sorbent modified with acetylacetone and application of the results to wastewater samples // New Materials, Compounds and Applications. 2018. V. 2. P. 168.
  19. Nazarova R.Z., Gasanova M.B., Afandiyeva N.T., Chyragov F.M. Sorption of vanadium (V) ions by chemically modified chelating adsorbent based on maleic anhydride styrene copolymer and its application to industrial water samples // East Eur. Sci. J. 2019. V. 10. P. 35.
  20. Алиева А.Ф., Эфендиева Н.Т., Гусейнов Ф.Э. , Шамилов Н.Т., Чырагов Ф.М. Изучение сорбции ионов церия новыми полимерными хелатообразующими сорбентами // Вестн. ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2019. № 2. С. 5.
  21. Алиева А.Ф., Гусейнов Ф.Э., Эфендиева Н.Т., Шамилов Н.Т., Чырагов Ф.М. Сорбция ионов церия (III) на полимерном хелатообразующем сорбенте // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. С. 71.
  22. Hashimova E.N., Abilova U.M., Chiragov F.M. Studying palladium (II) ion by preconcentration with norsulfazole fragmented polymer sorbent // Sci. News. 2019. V. 19. P. 31.
  23. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1972. 407 с.
  24. Назаренко В.А., Антонович В.П., Невская Э.М. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. M.: Атомиздат, 1979. 192.
  25. Акперов О.Н., Акперов Э.Н. Практикум по аналитической химии. Баку, 2002. 231 с.
  26. Heinz-Helmut Perkampus. UV-VIS Spectroscopy and Its Applications (Springer Lab Manuals). Berlin–Heidelberg: Springer, 2012. 244 p.
  27. Langmuir. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum // J. Am. Chem. Soc. 1918. V. 40. P. 1361.
  28. Freundlich H.M.F. Überdie Adsorption in Lösungen // Z. Phys. Chem. 1906. V. 57. P. 385.
  29. Lagergreen S. Theorie der sogenannten Adsorption gelöster Stoffe // Z. Chem. Ind. Kolloide. 1907. V. 2. P. 15.
  30. Ho Y.S., McKay G. Pseudo-second order model for sorption processes // Process Biochem. 1999. V. 34. P. 451.
  31. Yun J.-I., Bhattarai S., Yun Y.-S., Lee Y.-S. Synthesis of thiourea-immobilized polystyrene nanoparticles and their sorption behavior with respect to silver ions in aqueous phase // J. Hazard. Mater. 2018. V. 344. P. 398.
  32. Karakoç V., Esen C., Deniz A. Adsorption of silver from aqueous solution with high capacity and selectively by using Ag+ imprinted polymeric nanoadsorbent // J. Braz. Chem. Soc. 2025. V. 36. P. 1.
  33. Hamza M.F., Abdel-Rahman A.A.-H., Hawata M.A., Araby R.El, Guibal E., Fouda A. et al. Functionalization of magnetic chitosan microparticles – Comparison of trione and trithione grafting for enhanced silver sorption and application to metal recovery from waste X-ray photographic films // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. Article 107939.
  34. Elwakeel Kh.Z., Al-Bogami A.S., Guibal E. 2-Mercaptobenzimidazole derivative of chitosan for silver sorption – Contribution of magnetite incorporation and sonication effects on enhanced metal recovery // Chem. Eng. J. 2021. V. 403. P. 1.
  35. Zhou X., Li Y., Liu J. Highly efficient removal of silver-containing nanoparticles in waters by aged iron oxide magnetic particles // ACS Sustain. Chem. Eng. 2017. V. 5. P. 1.
  36. Kiani G., Soltanzadeh M. High capacity removal of silver(I) and lead(II) ions by modified polyacrylonitrile from aqueous solutions // Desalination Water Treat. 2013. V. 52. P. 3206.
  37. Abd El-Ghaffar M.A., Mohamed M.H., Elwakeel K.Z. Adsorption of silver(I) on synthetic chelating polymer derived from 3-amino-1,2,4-triazole-5-thiol and glutaraldehyde // Chem. Eng. J. 2009. V. 151. P.30.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ИК-спектр синтетического сорбента, модифицированного норсульфазолом.

Скачать (235KB)
Метаданные
3. Рис. 2. (а) УФ-спектр синтетического сорбента S до процесса концентрирования, (б) УФ-спектр синтетического сорбента S после процесса концентрирования.

Скачать (229KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние начальной концентрации иона металла на процесс сорбции серебра сорбентами S и S1, pH 5.

Скачать (92KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Модель изотермы Ленгмюра.

Скачать (84KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Модель изотермы Фрейндлиха.

Скачать (78KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кинетическая модель псевдопервого порядка.

Скачать (81KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кинетическая модель псевдовторого порядка.

Скачать (83KB)
Метаданные
9. Схема 1. Молекулярное строение норсульфазола.

Скачать (15KB)
Метаданные
10. Схема 2. Синтез синтетического сорбента S.

Скачать (250KB)
Метаданные
11. Схема 3. Молекулярное строение реагента 4,4,-(этан-1,2-диилбис(азанилиден))би(пентан-2-она).

Скачать (27KB)
Метаданные
12. Схема 4. Предполагаемый механизм сорбции Ag(I) на синтетическом адсорбенте S.

Скачать (106KB)
Метаданные
13. Схема 5. Предполагаемая структура сорбента S с сорбированным Ag(I).

Скачать (19KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025