DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-4-614-622


УДК544.723.54, 544.725.2

ИНФРАКРАСНОЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ И МЕХАНИЗМА КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ХЕМОСОРБЦИИ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ АКРИЛАТНЫМИ ГИДРОГЕЛЯМИ

Ситникова В. Е., Байдакова М. В., Олехнович Р. О., Успенская М. В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Ситникова В.Е., Байдакова М.В., Олехнович Р.О., Успенская М.В. Инфракрасное спектроскопическое исследование динамики и механизма комплексообразования при хемосорбции ионов металлов акрилатными гидрогелями // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 4. С. 614–622. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-4-614-622

Аннотация

Выполнено спектроскопическое исследование процесса комплексообразования ионов различных металлов на поверхности полиэлектролитных полимерных гидрогелей. Объектом исследования был полиэлектролитный гидрогель на основе сополимера акриловой кислоты и акриламида, который сорбирует ионы различных металлов с помощью механизма хемосорбции с образованием хелатных комплексных соединения на его поверхности. Получены инфракрасные спектры комплексных соединений полимерного гидрогеля с металлами в процессе сорбции через определенные промежутки времени. Изучены динамика сорбции и механизм комплексообразования двухвалентных и трехвалентных металлов с полиэлектролитным гидрогелем на основе сополимера акриловой кислоты и акриламида. Обнаружено, что от вида металла зависит скорость образования комплексов на поверхности полимерного гидрогеля. Показано, что такие металлы, как кобальт, свинец, кадмий, никель, марганец и алюминий, образуют в основном карбоксилатный тип комплексов, цинк – акриламидный тип, а медь, железо и хром образуют комплексные соединения смешанного типа. Выполненные исследования могут найти применение при синтезе полимерных материалов для селективной сорбции определенных видов металлов. Полученные результаты указывают на принципиальную возможность использования гидрогеля на основе сополимера акриламида и акриловой кислоты в качестве сенсорных материалов для обнаружения ионов различных металлов в водных растворах.


Ключевые слова: акрилатные гидрогели, хемосорбция, комплексообразование, полимерные лиганды, ИК спектроскопия

Список литературы
1.     Kostal J., Prabhukumar U., Lao L., Chen A., Matsumoto M., Mulchandani A., Chen W. Customizable biopolymers for heavy metal remediation // Journal of Nanoparticle Research. 2007. V. 7. N 4-5. P. 517–523. doi: 10.1007/s11051-005-5132-y
2.     Sauer N., Ehler D., Duran B. Lead extraction from contaminated soil using water-soluble polymers // Journal of Environmental Engineering. 2004. V. 130. N 5. P. 585–588. doi: 10.1061/(asce)0733-9372(2004)130:5(585)
3.     Micioi M., Albu A., Mateescu C., Voicu G., Rusen E., Marculescu B., Mutihac L. New polymeric structures designed for the removal of Cu(II) ions from aqueous solutions // Journal of Applied Polymer Science. 2007. V. 103. N 3. P. 1397–1405.
4.     Fu F., Chen R., Xiong Y. Application of a novel strategy – coordination polymerization precipitation to the treatment of Cu2+ containing wastewaters // Separation and Purification Technology. 2006. V. 52. N 2. P. 388–393. doi: 10.1016/j.seppur.2006.05.017
5.     Zhu Y., Millan E., Sengupta A. Toward separation of toxic metal(II) cations by chelating polymers: some noteworthy observations // Reactive Polymers. 1990. V. 13. N 3. P. 241–253. doi: 10.1016/0923-1137(90)90094-k
6.     Spivakov B., Geckeler K., Bayer E. Liquid-phase polymer-based retention – the separation of metals by ultrafiltration on polychelatogens // Nature. 1985. V. 315. N 6017. P. 313–315. doi: 10.1038/315313a0
7.     Rivas B., Maureira A. Poly(2-acrylamido glycolic acid): A water-soluble polymer with ability to interact with metal ions in homogenous phase // Inorganic Chemistry Communications. 2007. V. 10. N 2. P. 151–154. doi: 10.1016/j.inoche.2006.10.005
8.     Bell C., Smith S., Whittaker M., Whittaker A., Gahan L., Monteiro M. Surface-functionalized polymer nanoparticles for selective sequestering of heavy metals // Advanced Materials. 2006. V. 18. P. 582–586.doi: 10.1002/adma.200501712
9.     Ситникова В.Е., Илич И., Гусев К.Г., Олехнович Р.О., Успенская М.В. Кинетика коллапса композитов на основе сополимера акриловой кислоты и акриламида, наполненного бентонитом в водных растворах поливалентных металлов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 1(107). С. 39–45.doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-1-39-45
10.  Беллами Л.Дж. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1963. 592 с.
11.  Uspenskaya M.V., Sitnikova V.E., Dovbeta M.A., Olekhnovich R.O., Denisyuk I.Yu. Sorption properties of clay and pectin-containing hydrogels / In: Polymerization. Ed. N. Cankaya. IET, 2018. P. 95–113.
12.  Frausto da Silva J.J.R., Williams R.J.P. The Biological Chemistry of the Elements: The Inorganic Chemistry of Life. Oxford University Press,2001. 575 p.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика