Сравнительное изучение адсорбции ионов Cu(II) из водных растворов промышленными ионитами и ионообменными системами на их основе
Аннотация
Исследована сорбция ионов Cu(II) из водных растворов на сульфокатионите КУ-2-8, анионите АН-31 и ионообменной системе с дальнодействующим взаимодействием на основе промышленных ионитов КУ-2-8 и АН-31. Изучено влияние различных параметров на процесс и показано, что при продолжительности адсорбции 12 часов, рН среды 4.6 и температуре 293К, величина максимальной адсорбции ионов меди катионитом КУ-2-8 (Н+ форме) составляет 112.4 мг/г, анионитом АН-31
(Cl- форме) 114.2 мг/г, для ионообменной системы, составленной из сульфокатионита КУ-2-8 и анионита АН-31 296.7 мг/г. Видно, что статическая обменная емкость ионообменной системы при этой температуре выше суммы отдельных ёмкостей ионитов (226.6 мг/г). Полученные результаты показывают, что ионообменная система с дальнодействующим взаимодействием более эффективно поглощает ионы Cu(II), чем индивидуальные сорбенты. Для выяснения механизма активации кондуктометрическим методом измеряли электропроводность индивидуальных ионитов и ионообменной системы в водных растворах. Соответственно, электропроводность АН-31(ОН- форме) составляла 20.5 µс/cм, а КУ-2-8 (Н+ форме) – 2.48 µс/cм, а электропроводность системы КУ-2-8-АН-31 составила 27.9 µс/cм. Благодаря наличию в системе ионов H+ и OH- способных образовывать молекул воды, в катионите КУ-2-8 повышается уровень ионизации сульфогрупп и увеличивается способность их сорбировать ионы Cu(II). Таким образом, в ионообменной системе КУ-2-8-АН-31 (1:1) по сравнению с другими системами может происходить более глубокая перекрестная активация функциональных групп полимеров за счет их перехода в высоко ионизированное состояние, приводящее к значительному увеличению сорбционной емкости изучаемой системы. Изотермы адсорбции ионов Cu(II) ионитами и ионообменной системой проанализированы с использованием различных моделей и установлено, что экспериментальные результаты лучше согласуются с моделью Ленгмюра. Кинетические исследования показали, что процесс адсорбции ионов Cu(II) лучше описывается кинетической моделью псевдовторого порядка.
Скачивания
Литература
Ab Hamid N.H., bin Mohd Tahir M.I.H., Chowdhury A., Nordin A.H., Alshaikh A.A., Suid M.A.; Nazaruddin N.‘I., Nozaizeli N.D., Sharma S., Rushdan A.I. Water. 2022; 14: 3086. https://doi.org/10.3390/w14193086.
Qingyan Bai, Chao Huang, Shujuan Ma, Bolin Gong, Junjie Ou. Sep. Purif. Technol. 2023; 315: 123666. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123666
Al-Saydeh S.A., El-Naas M.H., Zaidi S.J. Ind. Eng. Chem. 2017; 56: 35-44. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2017.07.026
Wu L., Wan W., Shang Z., Gao X., Koba-yashi N., Luo G., Li Z., Sep. Purif. Technol. 2018; 197: 156-169. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.01.007
Rafique M., Hajra S., Tahir M.B., Gillani S.S.A., Irshad M., Environ. Sci. Pollut. Res. 2022; 29: 16772-16781. https://doi.org/10.1007/s11356-022-18638-9
Khademian E., Salehi E., Sanaeepur H., Galiano F., Figoli A., Sci. Total Environ. 2020; 738: 139829. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139829
Rastogi S., Kandasubramanian B., Envi-ron. Sci. Pollut. Res. 2020; 27: 210-237. https://doi.org/10.1007/s11356-019-07280-7
Azimi A., Azari A., Rezakazemi M., An-sarpour M., ChemBioEng Rev. 2017; 4: 37-59. https://doi.org/10.1002/cben.201600010
Chinedu N, Chukwudum QC. Pollution Study. 2025; 6(1): 3106. https://doi.org/10.54517/ps3106
Khademian E., Salehi E., Sanaeepur H., Galiano F., Figoli A., Sci. Total Environ. 2021; 754: 142048. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142048
Bekchanov D., Mukhamediev M., Eshtursunov D., Lieberzeit P., Su X. Polymers for Advanced Technologies. 2024; 35(1): е6207. https://doi.org/10.1002/pat.6207
Mukhamediev M.G., Bekchanov D.Z., Juraev M.M., Lieberzeit P., Gafurova D.A. Russ J Appl Chem. 2021; 94: 1594-1601. https://doi.org/10.1134/S1070427221120041
Rustamov M.K., Gafurova D.A., Kari-mov M.M., N.M. Rustamova, Bekchonov D.Zh., Mukhamediev M.G. Russ J Gen Chem. 2014; 84: 2545-2551. https://doi.org/10.1134/S1070363214130106
Elfeghe Salem, Anwar Shams, James Lesley, Zhang Yahui The Canadian Journal of Chemical Engineering. 2022; 101(4): 2128-2138. https://doi.org/10.1002/cjce.24632
Оrlof-Naturalna, М., Вożęcka, А. Test. 2021; 2(2): 7-13. https://doi.org/10.29227/IM-2020-02-01
Вożęcka А., Оrlof-Naturalna М., Test. 2021; 2(2): 15-20. https://doi.org/10.29227/IM-2020-02-02
Sofinska-Chmiel W.; Kołodynska D.; Adamczuk, A.; Swietlicki, A.; Goliszek, M.; Smagieł, R. Materials. 2021; 14: 2915. https://doi.org/10.3390/ma14112915
Esraa Hashem Abd El-Halim, D.A. El-Gayar, H.A. Farag. Desalination and Water Treatment. 193; 2020: 133-141. https://doi.org/10.5004/dwt.2020.25689
Stroganova E.A., Anufrienko V.F., Larina T.V. Vasenin N. T., Lebedev Yu. A. & Parmon V. N. Russ. J. Phys. Chem. 2017; 91: 1548-1556. https://doi.org/10.1134/S0036024417080337
Modrogan C., Miron A. R., Orbulet O. D., Costache, C., Apostol, G. Environmental Engineering and Management Journal. 2015; 14(2): 449-454. https://doi.org/10.30638/EEMJ.2015.046
Muslim A. Journal of Chemical Engi-neering & Process Technology. 2012; 3(1): 1-6. https://doi.org/10.4172/2157-7048.1000121
Łukasz Stala, Justyna Ulatowska, Izabela Polowczyk. Journal of Hazardous Materials. 2022; 129047. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129047
Jumadilov, T.; Khimersen, K.; Haponiuk, J.; Totkhuskyzy, B. Polymers. 2024; 16: 220. https://doi.org/10.3390/polym16020220
Bekchanov D, Mukhamediev M, Lieberzeit P, Babojonova G, Botirov S. Polym Adv Technol. 2021; 32(10): 3995-4004. https://doi.org/10.1002/pat.5403
Dolgonosov A.M. Sorbtsionnye i khroma-tograficheskie protsessy. 2024. 24(5): 662-671. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2024.24/12506 (In Russ.)
Jumadilov T, Utesheva A, Grazulevicius J, Imangazy A. Polymers. 2023; 15(4): 816. https://doi.org/10.3390/polym15040816
