Оценка селективности извлечения Ag(I) на тиосемикарбазон-силикагелях
Аннотация
Описано получение серии новых функционизированных силикагелей с закрепленными тиосемикарбазонными фрагментами по реакции альдегид-силикагелей с тиосемикарбазидом в этанольной среде в присутствии каталитического количества соляной кислоты. Материалы охарактеризованы данными термогравиметрического анализа и инфракрасной спектроскопии. Обоснован выбор унифицированных условий концентрирования и разделения на примере ионов серебра (I), который позволяет проводить сравнение модифицированных материалов с различной функциональной емкостью. Получены изотермы сорбции ионов серебра (I), рассчитаны значения максимальной сорбционной емкости материалов. Изучено распределение серебра (I) в двухфазных системах модифицированный силикагель – раствор для модельных систем, содержащих эквимольные соотношения ионов серебра (I) и функциональных групп, а также двух-, трех-, пяти- и десятикратные избытки аналита, рассчитаны коэффициенты распределения. Смоделированы мультикомпонентные системы в условиях 10 и 100 кратных мольных избытков ионов алюминия (III), кадмия (II), никеля(II), цинка (II), железа (III), меди (II) по отношению к аналиту. Показано, что для систем, содержащих ионы серебра (I) на уровнях 1/100 и 1/10 от максимальной емкости материала, характер изменения коэффициента распределения схож с системами, содержащими эквимольные количества функциональных групп и аналита. Рассчитаны значения коэффициентов распределения и селективности. Выявлены сходство и различия сорбционного извлечения Ag(I) органоминеральными материалами с одинаковой по природе комплексообразующей функциональной группой из мультикомпонентных систем.
Скачивания
Литература
Renaudin S.G., Gaslain F., Maricha С., Lebeau В., Schneider R., Walcarus A. Synthesis of dithiocarbamate – functional mesoporous silica-based materials: interest of one-step grafting. New Journal of Chem-istry. 2009; 33: 528-537. https://doi.org/10.1039/B811780B
Liu P., Pu Q., Su Z. Synthesis of silica gel immobilized thiourea and its applica-tion to the on-line preconcentration and separation of silver, gold and palladium. Analyst. 2000; 125: 147-150. https://doi.org/10.1039/A906074J
Mahmoud E.M. Osman M.M., Amer M.E. Selective pre-concentration and solid phase extraction of mercury(II) from natural water by silica gel-loaded dithizone phases. Analytica Chimica Acta. 2000; 415: 33-40. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)00839-4
Temerdashev Z.A., Konshina Dzh N., Logacheva E.Yu., Konshin V.V. Sorption properties of cellulose filters with covalent-ly immobilized thiosemicarbazid. Journal of Analytical Chemistry. 2011; 66 (10): 1048-1054. https://doi.org/10.1134/S1061934811100157
Y. Zhou, X. Hu, Zhang M., Zhuo X, Niu J. Preparation and characterization of cellulose for adsorption of Cd(II), Hg(II), and acid fuchsin from aqueous solutions. Industrial and engineering chemistry re-search. 2013; 52: 876-884 https://doi.org/10.1021/ie301742h
Huy T.Vu, My T.D. Phan, Uyen T.T. Tran, Giao D. Nguyen, Vu B. Duong, Dang B. Tran. N(4)-Morpholinothiosemicarbazide-Modified Cellulose: Synthesis, Structure, Kinetics, Thermodynamics, and Ni(II) Removal Studies. ACS Omega. 2020; 5(25): 15229-15239 https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01234
Maede Mozaffari, Mohammad Reza Sarmasti Emami , Ehsan Binaeian. A novel thiosemicarbazide modified chitosan (TSFCS) for efficiency removal of Pb (II) and methyl red from aqueous solution. International Journal of Biological Macro-molecules. 2019; 123: 457-467 https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.11.106
Simanova S.A., Knyaz'kov O.V., Belyaev A.N., Kuznetsova T.V., Shchu-karev A.V., Konovalov L.V. Kompleksoobrazovanie iridiya (IV) i iridiya (III) v protsesse sorbtsii ikh khlorokom-pleksov voloknistym sorbentom na osnove poliakrilonitrila, modifitsirovannogo tiosemikarbazidom. Zhurnal prikladnoi khimii. 1999; 72(1): 65-71. (In Russ.)
Simnova S.A., Burmistrova N.M., Panina N.S., Shchukarev A.V., Konovalov L.V. Kompleksoobrazovanie palladiya(II) v protsesse sorbtsii ego khloro- i sul'fato-kompleksov voloknistym sorbentom na-osnove poliakrilonitrila, modifitsirovan-nogo tiosemikarbazidom. Zhurnal prikladnoi khimii. 2000; 73(11): 1813-1818. (In Russ.)
Zamorova I.N., Kazakevich Yu.E., Danilova E.Ya., Emets L.V. Sintez serosoderzhashchikh voloknistykh sorbentov na osnove poliakrilonitrila. Zhurnal prikladnoi khimii. 1992; 65 (3): 686-691. (In Russ.)
Rafal Sitko Marcin, Musielak Maciej, Serda Ewa ,Talik Beata ,Zawisza Anna, Gagor Malgorzata Malecka Thiosemicarbazide-grafted graphene oxide as superior adsorbent for highly. Separation and Purification Technology. 2021; 254: 117606 https://doi.org/10.1080/00032719608001524
Mohamed E. Mahmoud. Comparison of Metal Uptake Properties of Silica Gel-Bound Ion Exchangers and Some Amine Derivatives efficient and selective removal of mercury ions from water. Ana-lytical Letters. 1996; 29(10): 1792-1804 https://doi.org/10.1080/00032719608001524
Gengwei Zhang, Yang Zhou, Zhao Ding, Likang Fub , Shixing Wang Nanosilica-supported thiosemicarbazide–glutaraldehyde polymer for selective Au(III) removal from aqueous solution . RSC Advances. 2017; 7: 55215. https://doi: 10.1039/c7ra10199f
Zhenchi Chen, Bentian Tang, Yu-zhong Niu, Hou Chen, Yongfeng Liu, Aili Wang, Liangjiu Bai Synthesis of silica sup-ported thiosemicarbazide for Cu(II) and Zn(II) adsorption from ethanol: A comparison with aqueous solution. Fuel. 2021; 286: 119287. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119287
Zarshad A., Rashid A., Aslam Kh. Functionalized nanospheres for efficient sequestration of cadmium ions. RSC Advances. 2014; 4: 50056-50063 https://doi.org/10.1039/C4RA09780G
Hassanien M. M., Abou-El-Sherbini K. S. Selective separation of palladium (II) from precious metal ions using thiosemi-carbazone derivatives from acidic media by solid phase and solvent extractions. Desalination and Water Treatment. 2010; 16 (1-3): 329-338. https://doi.org/10.5004/dwt.2010.1059
Sharma. R. K., Pandey A., Gulati S. An optimized procedure for preconcentration, determination and on-line recovery of palladium using highly selective diphenyldiketone-monothiosemicarbazone modified silica gel. Journal of Hazardous Materials. 2012; 209-210: 285-292. https://doi.org/ 10.1016/j.jhazmat.2012.01.022
Zhang G., Zhou Y., Ding Z., Fub L., Wang S. Nanosilica-supported thiosemi-carbazideglutaraldehyde polymer for selective Au(III) removal from aqueous solution. RSC Advances. 2017: 7(87): 55215-55223. https://doi.org/ 10.1039/c7ra10199f
Soltani Rad M. Behrouz S., Mohammadtaghi-Nezhad J., Zarenezhad E., Agholi M. Silica-tethered cuprous acetophenone thiosemicarbazone (STCATSC) as a novel hybrid nano-catalyst for highly efficient synthesis of new 1,2,3-triazolyl-based metronidazole hybrid analogues hav-ing potent antigiardial activity. Applied Organometallic Chemistry. 2019; 33 (4). https://doi.org/ 10.1002/aoc.4799
Patent № 2564337 Rossiiskaya Federatsiya, MPK B01J 20/286 (2006.01), B01J 20/283 (2006.01), B01J 20/30 (2006.01) Sorbtsionnyi material na osnove silikagelya s immobilizovannym tiosemi-karbazidom № 2014134824/05 : zayavleno 26.08.2014 : opublikovano 27.09.2015, Byul. № 27 / Dzh. N. Konshina, V.V. Open'ko, Z.A. Temerdashev, V.V. Konshin ; zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obra-zovatel'noe uchrezhdenie vysshego obra-zovaniya "Kubanskii gosudarstvennyi uni-versitet" (FGBOU VO "KubGU"). – 6 s. : il. (In Russ.)
Konshina D.N., Lupanova I.A., Efimenko S.E., Konshin V.V. Synthesis and simple method of characterization of aldehydesilica gel. ChemChemTech Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2023; 66 (4): 84-92. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236604.673122 (In Russ.)
Sharma R.K., Mittal S., Koel M. Analysis of Trace Amounts of Metal Ions Using Silica-Based Chelating Resins: A Green Analytical Method. Critical Reviews in Analytical Chemistry. 2003; 33: 183-197. https://doi.org/10.1080/713609163
Koong L. F. Lam K. F., Barford J., Gordon McKay A comparative study on selective adsorption of metal ions using aminated adsorbents. Journal of colloid and interface science. 2013; 395(1): 230-240. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2012.12.047
Amara M., Kerjoudj H. Modification of the cation exchange resin properties by impregnation in polyethyleneimine solu-tions. Application to the separation of metallic ions. Talanta. 2003. 60 (5) ; 991-1001. https://doi.org/10.1016/S0039-9140(03)00155-3
Wang S., Li H., Chen X., Yang M., Qi Y. Selective adsorption of silver ions from aqueous solution using polystyrene-supported trimercaptotriazine resin. Jour-nal of environmental sciences. 2012; 24 (12): 2166-2172. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(11)61052-8
Petrova Yu.S., Alifkhanova L.M., Neudachina L.K., Nesterov D.V., Mekhaev A.V., Pestov A.V. Sulfoethylated polyam-inostyrene: Synthesis in a gel and selectivi-ty of sorption of silver(I) and copper(II) ions . Russian Journal of Applied Chemistry. 2016; 89(9): 1500-1505. https://doi.org/10.1134/S1070427216090184
Fu L., Zhang L., Wang S., Peng J., Zhang G.Selective adsorption of Ag+ by silica nanoparticles modified with 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole from aqueous solutions. Journal molecular liq-uids. 2017. 241(1): 292-300. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.06.028
Liu X., Yang L., Luo X., Pei J., Xi Y., Liu C., Liu L. A novel non-imprinted adsorbent with superior selectivity towards high-performance capture of Ag (I). Chem-ical engineering journal. 2018. 348 (1): 224-231. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.04.179
Nikolov M., Simeonova P., Mitev V. Spectrophotometric determination of silver with brilliant green and its application in photographic fixing solutions. Ecological chemistry and engineering. 2009; 16 (4): 399-403.
Rami Al-Oweini, Houssam El-Rassy. Synthesis and characterization by FTIR spectroscopy of silica aerogels pre-pared using several Si(OR)4 and R’’Si(OR’)3 precursors. Journal of Molecu-lar Structure. 2009; 919: 140-145. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2008.08.025
Baigozin D.V., Kalinkina L.M., Mit-ilineos A.G., Kynin A.T. Konkurentnaya sorbtsiya kationov medi (II) i svintsa (II) na sinteticheskikh voloknistykh i granuliro-vannykh ionoobmennykh materialakh. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2014; 14 (3): 502-510. (In Russ.)
Losev V.N., Metelica S.I., Elsuf'ev E.V., Trofimchuk A.K. Sorption-luminescence determination of gold, silver, and platinum with the use of silica gel chemically modified with N-(1,3,4-thiodiazole-2-thiol)-N′-propylurea groups. Journal of Analytical Chemistry. 2009; 64 (9): 926-932. https://doi.org/10.1134/S1061934809090056
Losev V.N. Maznyak N.V. Sorbtsionno-atomno-absorbtsionnoe opredelenie Ag, Au, Pd i Pt v medi, mednykh rudakh i kontsentratakh. Zavodskaya la-boratoriya. Diagnostika materialov. 1999; 65 (6): 14-17. (In Russ.)
.Lisichkin G.V., Fadeev A.Yu., Ser-dan A.A., Nesterenko P.N., Mingalev P.G., Furman. D.B. . Khimiya privitykh poverkhnostnykh soedinenii. M., Fizmatlit, 2003, 592 p.
