Адсорбционно-хроматографическое определение фенолов в водных раство-рах
DOI:
https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2025.25/13576Ключевые слова:
активный уголь, МеКС-О, адсорбция, десорбция, фенолАннотация
Высокая антиоксидантная активность (АОА) фенолов (фенол, ди- и тригидроксибензолы) делает их незаменимыми компонентами в химической, коксо- и нефтехимической, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности. Очищенные сточные воды таких производств могут содержать значительные количества фенола, ПДК в воде которого, согласно СанПин 1.2.3685-21, составляет
0.1 мг/дм3. Целью настоящей работы – разработка методики адсорбционно-хроматографического определения фенолов в водных растворах.
Впервые изучена адсорбция фенолов из водных растворов активным углем МеКС-О. Процесс адсорбции осуществляли в двух вариантах: статический (в центрифужной пробирке) и динамический (на мини-колонке). При выбранном режиме перемешивания обеспечивается «доставка» молекул фенола к внешней границе «вязкого» слоя, происходит насыщение поверхности АУ МеКС-О до равновесия с раствором. Скорость адсорбции фенолов осуществлялась только за счет внутридиффузионного массопереноса. При этом реализуется физический механизм сорбции (изотермы Ленгмюра). В результате взаимодействий между адсорбентом (АУ) и адсорбтивом (фенолов) реализуется механизм донорно-акцепторного комплекса: кислород (-ОН, >С=О, -СООН) или азот (C≡N) на поверхности АУ МеКС-О действует как донор электронов, тогда как бензольное кольцо фенолов как акцептор. Поверхностные функциональные группы на АУ МеКС-О способные взаимодействовать с молекулами воды и адсорбировать гидратированные молекулы фенолов, что значительно повышает адсорбционную способность АУ. С помощью ИК-спектроскопии подтверждено, что фенолы адсорбируются в микропорах АУ МеКС-О в гидратированном виде. Взаимодействие фенолов с активными центрами АУ осуществляется через «мостик из молекулы воды». С помощью уравнений Ленгмюра (ТМА) и Дубинина-Радушкевича (ТОЗМ) подтверждено, что микропоры АУ МеКС-О заполняются аналогично капиллярной конденсации. Десорбирование фенолов осуществляли в динамическом режиме (на мини-колонки), элюент этанольный раствор КОН, степень десорбции фенолов 80-82%.
Разработана адсорбционно-хроматографическая методика определения фенолов в водных растворах. Методика апробирована на искусственно приготовленных смесях фенолов, ошибка определения не превышает 2%
Скачивания
Библиографические ссылки
Rusina I.F., Veprintsev T.L., Vasiliev R.F. Chemical Physics, 2022; 41(2): 12-19 https://doi.org/10.31857/S0207401X22020108
Chepeleva A.D., Grobov A.M., Sirik A.V., Pliss E.M. Russ. Zh. Physical Chemistry, 2021; 95(5): 818-821 https://doi.org/10.31857/S0044453721050071 (In Russ.)
SanPiN 1.2.3685-21 "Hygienic standards and requiress of environmental factors for hu-mans" Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation of 01/28/2021 No. 2 (as amended on 03/17/2025), 914 p. https://mru31.fmba.gov.ru/upload/iblock/af2/4hmu5d3mz9ggzmlihgddhd4wbb547l47/3685.pdf (In Russ.)
RD 52.24.488.2022 Total mass concentra-tion of volatile phenols in waters. Measurement technique by the extraction-photometric meth-od with 4-aminoantipyrine after steam distilla-tion. Rostov-on-Don, 2022. https://mgmtmo.ru/edumat/rd/52.24.488_2022.pdf (In Russ.)
MUK 4.1.646 – 4.1.660 – 96 Methodolog-ical guidelines for determining the concentra-tions of chemicals in water from centralized domestic and drinking water supply systems: Collection of methodological guidelines. M: Information and Publishing Center of the Min-istry of Health of Russia, 1997, 112 p. (In Russ.)
Podolina E. A. Determination of phenols in condensed media using hydrophobic and hy-drophilic extraction systems: specialty 02.00.02 "Analytical Chemistry": dissertation for the degree of Doctor of Chemical Sciences. Voro-nezh. 2013, 362 p. (In Russ.)
Churilina E.V., Sukhanov P.T., Shatalov G.V., Korenman Ya.I. Vestnik of VSU, Series: Chemistry. Biology. Pharmacy, 2012; 2: 101-105. (In Russ.)
Podolina E.A., Khanina M.A., Mukhin V.M., Rudakov O.B., Nebolsin A.E., Kozlov A.T, Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy. 2018; 18(6): 905-913 https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2018.18/619 (In Russ.)
Podolina E.A., Khanina M.A., Mukhin V.M., Lezhnina M.G., Kuznetsova Yu.A., Nebolsin A.E. Sorbtsionnye I Khromato-graficheskie Protsessy. 2020; 20(2): 240-248. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2778 (In Russ.)
Podolina E.A., Mukhin V.M., Khanina M.A., Lezhnina M.G., Kuznetsova Yu.A. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy. 2022; 22(5): 673-683 https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/10713 (In Russ.)
Activated carbons. Elastic sorbents. Cata-lysts, desiccants A43 and chemical absorbers based on them: Catalogue / Under the general editorship of V. M. Mukhin. Moscow: Publish-ing house "Ore and metals". 2003, 280 p. (In Russ.)
IR spectra of the main classes of organic compounds. Reference materials. M., 2012, 55 p. (In Russ.)
Fazylova G.F., Vanurova E.R., Khatmul-lina R.M., Kudasheva F.Kh. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy. 2013; 13(5): 728-735. (In Russ.)
Abaydullina D.I. IR spectroscopy and thermochemistry of intramolecular and inter-molecular hydrogen bonds of substituted phe-nols: specialty 02.00.04 "Physical Chemistry": dissertation for the degree of candidate of chemical sciences. Kazan, 2011, 229 p. (In Russ.)
Dubinin M.M., Radushkevich L.A. Re-port of the USSR Academy of Sciences 1947; 55(4): 331-334. (In Russ.)
Helmholtz G. Fundamentals of vortex theory. M.: IKI, 2002, 82 p. (In Russ.)
Belyaeva J.V., Krasnova T.A., Anikina A.V. Chemistry for Sustainable Development. 2010; 18; 669-673. (In Russ.)
Spivakova L.G. Bulletin of the Kuzbass Technical University, 2007; 2(60): 94-96. (In Russ.)
Fetti J., Sontheimer H. Journal of Envi-ronmental Engineering. 1987; 113(4): 764-779.
Kennedy J. L., Vijaya J. J., Kayalvizhi K., Sekaran G. Chem. Eng. 2007; 132: 279-287.
Dubinin M.M. Progress in surface and membrane science. New York: Academic Press, 1975, 9: 1-70.
Tobin Yu.K. Molecular theory of adsorp-tion in porous bodies M.: Fizmatlit, 2013, 624 p. (In Russ.)
Yagodovsky V.D. Adsorption. Moscow: BINOM. Knowledge Laboratory, 2015, 219 р. https://studylib.ru/doc/6254756/v.-d.-yagodovskij.-adsorbciya-2015
Dabrowski A. Advances in Colloid and Interface Science. 2001;93: 135-224. (In Russ.)
Timofeeva T.V., Shubina E.S., Krylov A.N., Epshtein L.M. Russian Chemical Bulle-tin.1995; 44(10): 1845-1847. (In Russ.)
Greg S., Singh K. Adsorption, specific surface, porosity. Moscow: Mir, 1984, 306 p. (In Russ.)
