Особенности кинетики сорбции низших алифатических альдегидов полифункциональным низкоосновным анионообменником

Аннотация

Низшие алифатические альдегиды относятся к органическим экотоксикантам, негативно вли-яющим на состояние окружающей среды и здоровье человека. Извлечение таких соединений из вод-ных сред – актуальная и практически важная задача, одним из способов решения которой является применение сорбционного метода с использованием в качестве сорбентов низкоосновных анионооб-менников. Ионообменные материалы с первичными, вторичными и третичными аминогруппами спо-собны к поглощению карбонильных соединений за счет хемосорбционного взаимодействия.
Целью исследования являлось установление кинетических особенностей сорбции ряда али-фатических альдегидов (метаналя, этаналя, пропаналя) низкоосновным анионообменником Purolite A 830 из модельных водных растворов в статических условиях. На основе полученных данных отмече-но, что при высокой селективности применяемого сорбента к исследуемым сорбтивам время дости-жения равновесия для метаналя в несколько раз ниже, чем для этаналя и пропаналя (24, 195 и 125 ча-сов, соответственно). Подобное явление становится понятным при детальном рассмотрении химизма исследуемого процесса. В отличие от метаналя, альдегиды с большей длиной углеводородной цепи способны к межмолекулярным взаимодействиям в растворе – альдольной конденсации. При этом продукты такого взаимодействия также могут участвовать в сорбционном поглощении анионообмен-ником. Возможно, что протекание побочных реакций оказывает существенное влияние на скорость сорбционного процесса, повышая при этом емкость по альдегиду.
Для описания полученных кинетических зависимостей в работе применяли формальный под-ход, заключающийся в выборе уравнений сорбции, максимально близко описывающих эксперимен-тальные данные. В качестве моделей кинетики сорбции выбраны модели, используемые для описания адсорбционных процессов: уравнение псевдо-первого порядка, уравнение псевдо-второго порядка, уравнение Вебера-Морриса и уравнение Еловича. Линеаризация данных эксперимента в координатах этих уравнений позволила по величинам коэффициентов достоверности (R2) подобрать модель кине-тики сорбции, наиболее близко описывающую сорбцию низших алифатических альдегидов анионо-обменником Purolite A 830 во времени. Отмечено, что уравнение Еловича, разработанное для описа-ния кинетики адсорбции в гетерогенных системах, применимо для описания изменения концентрации сорбтива в растворе при контакте с исследуемым полифункциональным низкоосновным анионооб-менником.