апрель 2019

Вилучення іонів кобальту органомодифікованим монтморилонітом


Омел’яненко К. С. , Пилипенко Ігор Володимирович Пилипенко І. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Омел’яненко К. С., Пилипенко І. В. Вилучення іонів кобальту органомодифікованим монтморилонітом / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 48


Важкі метали є одними з найнебезпечніших забруднювачів навколишнього середовища та несуть пряму загрозу здоров’ю населення. Серед них, найбільш часто, зустрічаються такі метали, як Cd, Cu, Ni, Pb, Cr, Zn та Hg. Присутність важких металів у підземних водах також може становити значну загрозу для здоров’я людини та екологічних систем. В літературі можна знайти різні методи щодо рекультивації грунтів та очищення води, забруднених важкими металами. Для вилучення різних форм важких металів адсорбційними методами використання глинистих мінералів широко вивчено через їхню високу питому поверхню, ємність катіонного обміну та адсорбційну здатність.

Модифікування глинистих мінералів реагентами, які містять метал-хелатуючі функціональні групи, є одним з напрямків покращення сорбційних властивостей. Літературні дані показують, що присутність певних функціональних груп (-COOH, -SH) у катіонів алкіламонію підвищує селективність одержуваних на їх основі органоглин. Однією з таких сполук є L-карнітин – природна сполука близька до вітамінів групи B. На відміну від синтетичних сполук алкіламонію, використання карнітину для синтезу дає можливість одержувати органогли, які мають низьку токсичність.

Метою роботи був синтез органомонтморилоніту на основі L-кар-нітину та вивчення його адсорбційних властивостей щодо вилучення кобальту II з водних розчинів.

Для синтезу органомонтморилоніту відповідну кількість L-карнітину, що відповідає 50, 100 або 150% катіонної обмінної ємності, розчиняли в 50 мл 1 мМ HNO3 та додавали до 1 г монтморилоніту. Для забезпечення протонування біомолекул використовували кислотні умови, що сприяло реакції обміну. Суспензії струшували протягом 24 годин, центрифугували, тричі промивали дистильованою водою та висушували.

Із аналізу ізотерм сорбції кобальту показано, що синтезовані зразки органомонтморилоніту мають дещо вищі величини сорбційної ємності, що підтверджується відповідними величинами граничної адсорбції (до 400 мкмоль/г). При цьому, синтезовані зразки більш селективно вилучають іони кобальту за рахунок утворення комплексних сполук кобальт-карнітин за участю карбоксильної та гідроксильної груп. Встановлено, що зразки модифікованих монтморилонітів мають більші в 3÷4 рази величини констант адсорбційної рівноваги (за Ленгмюром), ніж вихідний монтморилоніт.