Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями
Представлены результаты удаления тяжелых металлов меди (II) и железа (III) из индивидуальных, смешанных растворов и природной воды путем сорбции гидрогелями. Использованы сополимерные акриловые гидрогели и агар-агар. Установлено, что сорбция тяжелых металлов происходит синхронно с набуханием гидроге...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Химия и технология воды |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130668 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями / Г.Н. Никовская, Н.В. Годинчук, Ю.М. Самченко // Химия и технология воды. — 2011. — Т. 33, № 6. — С. 612-621. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130668 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Никовская, Г.Н. Годинчук, Н.В. Самченко, Ю.М. 2018-02-18T19:06:36Z 2018-02-18T19:06:36Z 2011 Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями / Г.Н. Никовская, Н.В. Годинчук, Ю.М. Самченко // Химия и технология воды. — 2011. — Т. 33, № 6. — С. 612-621. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130668 544.723.21 + 773.432 Представлены результаты удаления тяжелых металлов меди (II) и железа (III) из индивидуальных, смешанных растворов и природной воды путем сорбции гидрогелями. Использованы сополимерные акриловые гидрогели и агар-агар. Установлено, что сорбция тяжелых металлов происходит синхронно с набуханием гидрогелей. Степень их удаления (до 99% из индивидуальных растворов с концентрацией 2 мМ, до 95% из природной воды) и прочность удерживания максимальны у сополимера акриламида и акриловой кислоты. Викладено результати вивчення процесу видалення важких металів – міді (II) та заліза (III) із індивідуальних, змішаних розчинів та природної води шляхом сорбції гідрогелями. Були використані силікагель, співполімерні акрилові гідрогелі, агар-агар. Встановлено, що сорбція важких металів відбувається синхронно із набуханням гідрогелей. Максимальна ефективність їх видалення (до 99% з індивідуальних розчинів із концентрацією ~ 2 мМ та до 95% із природних вод) та міцність утримування виявлені у випадку співполімерів акриламіду та акрилової кислоти. The results of studios on heavy metals removal (Cu(II), Fe (III)) from individual, mixed solutions and natural water by hydrogels sorption are presented. Acrylic hydrogels and agar-agar were used. It is established that heavy metals sorption occurred synchronousely with their swelling. The efficiency of heavy metals removal (up to 90% from individual solutions with 2 mM concentration, up to 95% from natural water) and strength of their retention are maximal for copolymer of acrylamide and acrylic acid. ru Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Химия и технология воды Физическая химия процессов обработки воды Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями Heavy metals removal from water solutions by hydrogels Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями |
| spellingShingle |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями Никовская, Г.Н. Годинчук, Н.В. Самченко, Ю.М. Физическая химия процессов обработки воды |
| title_short |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями |
| title_full |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями |
| title_fullStr |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями |
| title_full_unstemmed |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями |
| title_sort |
очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями |
| author |
Никовская, Г.Н. Годинчук, Н.В. Самченко, Ю.М. |
| author_facet |
Никовская, Г.Н. Годинчук, Н.В. Самченко, Ю.М. |
| topic |
Физическая химия процессов обработки воды |
| topic_facet |
Физическая химия процессов обработки воды |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Химия и технология воды |
| publisher |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Heavy metals removal from water solutions by hydrogels |
| description |
Представлены результаты удаления тяжелых металлов меди (II) и железа (III) из индивидуальных, смешанных растворов и природной воды путем сорбции гидрогелями. Использованы сополимерные акриловые гидрогели и агар-агар. Установлено, что сорбция тяжелых металлов происходит синхронно с набуханием гидрогелей. Степень их удаления (до 99% из индивидуальных растворов с концентрацией 2 мМ, до 95% из природной воды) и прочность удерживания максимальны у сополимера акриламида и акриловой кислоты.
Викладено результати вивчення процесу видалення важких металів – міді (II) та заліза (III) із індивідуальних, змішаних розчинів та природної води шляхом сорбції гідрогелями. Були використані силікагель, співполімерні акрилові гідрогелі, агар-агар. Встановлено, що сорбція важких металів відбувається синхронно із набуханням гідрогелей. Максимальна ефективність їх видалення (до 99% з індивідуальних розчинів із концентрацією ~ 2 мМ та до 95% із природних вод) та міцність утримування виявлені у випадку співполімерів акриламіду та акрилової кислоти.
The results of studios on heavy metals removal (Cu(II), Fe (III)) from individual, mixed solutions and natural water by hydrogels sorption are presented. Acrylic hydrogels and agar-agar were used. It is established that heavy metals sorption occurred synchronousely with their swelling. The efficiency of heavy metals removal (up to 90% from individual solutions with 2 mM concentration, up to 95% from natural water) and strength of their retention are maximal for copolymer of acrylamide and acrylic acid.
|
| issn |
0204-3556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130668 |
| citation_txt |
Очистка водных растворов от тяжелых металлов гидрогелями / Г.Н. Никовская, Н.В. Годинчук, Ю.М. Самченко // Химия и технология воды. — 2011. — Т. 33, № 6. — С. 612-621. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT nikovskaâgn očistkavodnyhrastvorovottâželyhmetallovgidrogelâmi AT godinčuknv očistkavodnyhrastvorovottâželyhmetallovgidrogelâmi AT samčenkoûm očistkavodnyhrastvorovottâželyhmetallovgidrogelâmi AT nikovskaâgn heavymetalsremovalfromwatersolutionsbyhydrogels AT godinčuknv heavymetalsremovalfromwatersolutionsbyhydrogels AT samčenkoûm heavymetalsremovalfromwatersolutionsbyhydrogels |
| first_indexed |
2025-11-24T02:30:48Z |
| last_indexed |
2025-11-24T02:30:48Z |
| _version_ |
1850838231387471872 |
| fulltext |
612 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6
Г.Н. НИКОВСКАЯ, Н.В. ГОДИНЧУК, Ю.М. САМЧЕНКО, 2011
УДК 544.723.21 + 773.432
ОЧИСТКА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ ТЯЖЕЛЫХ
МЕТАЛЛОВ ГИДРОГЕЛЯМИ
Г.Н. Никовская, Н.В. Годинчук, Ю.М. Самченко
Институт биоколлоидной химии им. Ф.Д.Овчаренко
НАН Украины, г. Киев
Поступила 07.02.2011 г.
Представлены результаты удаления тяжелых металлов меди (II) и железа
(III) из индивидуальных, смешанных растворов и природной воды путем сорб-
ции гидрогелями. Использованы сополимерные акриловые гидрогели и агар-агар.
Установлено, что сорбция тяжелых металлов происходит синхронно с набу-
ханием гидрогелей. Степень их удаления (до 99% из индивидуальных раство-
ров с концентрацией 2 мМ, до 95% из природной воды) и прочность
удерживания максимальны у сополимера акриламида и акриловой кислоты.
Ключевые слова: десорбция, сополимерные гидрогели, сорбция, тяже-
лые металлы.
Введение. Для удаления тяжелых металлов (ТМ) из воды широко
используют методы, основанные на сорбции этих металлов различными
материалами, которые должны быть не токсичны, прочно их связывать,
легко отделяться от очищенной воды. В последнее десятилетие разрабо-
таны и активно изучаются полиэлектролитные гели, которые при набу-
хании могут сорбировать разнообразные вещества из внешней среды, а
при изменении условий инкубации обратимо изменять свой объем (кол-
лапсировать), отдавая ранее сорбированные вещества во внешнюю сре-
ду [1 – 3]. Такие обратимые фазовые переходы гидрогелей из набухшего
состояния в сколлапсированное и обратно позволяют использовать их
для адресной доставки лекарственных средств и создания биосовмести-
мых материалов в медицине, для стабилизации наночастиц металлов в
органическом катализе, очистки жидкостей и газов от различных загряз-
няющих веществ, удерживания влаги в почвах для растениеводства, им-
мобилизации ферментов для биотехнологий [1 – 6] и др.
Вышеизложенное свидетельствует о целесообразности и перспектив-
ности использования гидрогелей для извлечения ТМ из водных раство-
ров. Однако в современной литературе этот вопрос освещен недостаточ-
но. Можно упомянуть лишь несколько работ, связанных с удалением ТМ
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6 613
с помощью гидрогелей. Так, в [7] была показана возможность эффектив-
ной сорбции катионов меди, свинца, ртути, кальция, уранила с образова-
нием хелатных соединений с синтетическим гидрогелем на основе ак-
рилата сахарозы. Сополимерный гидрогель акриламида (АА) и акриловой
кислоты (АК), предназначенный для очистки радиоактивных сточных
вод, эффективно сорбировал катионы Cs+, Sr2+, Eu3+, что обусловлено их
сродством к карбоксильной группе гидрогеля [8, 9]. Для избирательной
сорбции ионов стронция в присутствии бария был использован принцип
узнавания и связывания ионов металлов методом внедрения в гелевую
структуру и последующего удаления шаблонного макрокомплекса диак-
рилата стронция [10]. Связывание иона стронция происходило с высо-
кой скоростью (в течение 5 мин) и селективностью, достигая 50 – 60% от
исходного при сорбционной емкости до 3 мг-экв/г сорбента. Сополимер-
ные акриловые гидрогели могут быть использованы также для очистки
сточных вод от красителей [11 – 13].
Цель данной работы – изучение сорбционного метода удаления тяже-
лых металлов (на примере меди и железа в форме катионов и наноразмер-
ных отрицательно заряженных гуминовых комплексов) из водных раство-
ров сополимерными гидрогелями на основе акриловых мономеров.
Методика эксперимента. Тест-объектами исследования служили
сополимерные акриловые гидрогели на основе мономеров акрилового
ряда, синтезированные по методике, детально описанной в [4]. Исполь-
зовали следующие гели: АА-АН (62,5:37,5) – сополимерный гель акрила-
мида и акрилонитрила; ПААГ – гомополиакриламидный гель; АА-АК –
сополимерный гель акриламида и акриловой кислоты (50:50). Концент-
рация сшивающего агента, в качестве которого использовали N,N-мети-
лен-бис-акриламид, составляла 0,654%. Гелеобразование осуществляли
в водной среде при комнатной температуре и инициировали посредством
окислительно-восстановительной системы персульфат калия – метаби-
сульфит натрия. Гранулы гидрогелей с размером частиц ~ 1 мм отмывали
от остаточных мономеров и высушивали в вакууме. Кроме того, был испы-
тан природный гидрогель агар-агар в виде пластинок (l = 2 – 5 мм, d =
0,1 – 0,2 мм).
В качестве модельных тяжелых металлов выбраны ионы меди и же-
леза в виде сульфатов (CuSO
4
. 5H
2
O и Fe
2
(SO
4
)
3
. 9H
2
O квалификации "х.ч"),
а также отрицательно заряженные гуминовые комплексы меди и железа,
полученные при соотношении Ме : ГК 1 : 6 и продолжительности кон-
такта двое суток. Адсорбцию и десорбцию соединений ТМ изучали при
перемешивании их на круговой качалке (228 об./мин) в течение одного
часа.
Исходную С
0
и остаточную концентрации С
ост
металлов после отде-
ления носителя с сорбированным металлом от раствора и концентрацию
614 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6
десорбированного металла определяли методом атомно-абсорбционной
спектрофотометрии. При изучении десорбции ТМ гранулы гидрогеля с
сорбированным металлом отделяли от сорбционного раствора (фильт-
рованием через широкопористый бумажный фильтр или четыре слоя мар-
ли, центрифугированием), заливали аликвотой дистиллированной воды,
выдерживали в течение одних суток, декантировали жидкую фазу и оп-
ределяли содержание в ней десорбированных ТМ (С
д
). Степень адсорб-
ции (А, %), десорбции (Д, %) и удельную адсорбцию (а, мг/г) металлов
рассчитывали по следующим формулам:
А = (С
0
– С
ост
) ·100/С
0
;
Д = С
д
· 100 / С
0
– С
ост
;
а = С
0
– С
ост
/m,
где m – масса сухого геля, г/дм3.
Набухание гидрогелей в водных растворах изучали волюметричес-
ким методом при пассивном контакте (без перемешивания) [14, 15]. Сте-
пень набухания (Q) определяли по формуле
Q = V·g /m
0
,
где m
0
– масса исходного гидрогеля, г/дм3; V – объем поглощенной жидко-
сти, см3; g – ее плотность, г/см3.
Для сопоставления количества карбоксильных групп в гидрогелях,
легкодоступных для взаимодействия с соединениями тяжелых металлов,
применяли, в соответствии с [16], метод прямого титрования одинако-
вых навесок размолотых в порошок гелей, суспендированных в аликво-
тах дистиллированной воды, 0,1 М раствором гидроксида натрия в при-
сутствии фенолфталеина.
Результаты и их обсуждение. Использованные в данной работе по-
лимерные гели, содержащие активные карбоксильные группы, являются
слабыми катионитами, способными сорбировать катионы тяжелых ме-
таллов по ионообменному механизму. В природных водных системах ТМ
могут находиться как в виде катионов, так и в виде разнообразных комп-
лексов, из которых наиболее распространены гуминовые и фульвиновые.
Данных о взаимодействии этих отрицательно заряженных наночастиц с
гидрогелями, обладающими размером пор ~ 10 нм [4], в литературе не
имеется.
Фундаментальным свойством полимерных гидрогелей является спо-
собность к набуханию в растворителе (и поглощению компонентов ра-
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6 615
створа), обусловливающая особенности их поведения в различных про-
цессах. Набухание исследованных гидрогелей во всех изученных раство-
рах (а также дистиллированной воде) описывается кривыми насыще-
ния, аналогичными приведенным на рис. 1, а. Кинетика набухания гелей
в растворе сульфата меди (2 мМ) была сопоставлена с кинетикой сорбции
ионов металла (рис. 1, б). Процессы поглощения жидкой фазы гидрогеля-
ми (набухание) и сорбции металла наиболее быстро протекают в началь-
ный период взаимодействия в системах гидрогели – раствор сульфата
меди, а равновесные значения обоих параметров достигаются примерно
за один – два часа, что указывает на синхронность данных процессов.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 96
1
2
3
4
0
2
4
6
8
10
12
0 0,5 1 1,5 2
1
2
3
4
Рис. 1. Кинетика набухания гелей (а) и сорбции меди (б) полимерными
гелями: 1 – АА-АК, 2 – ПААГ, 3 – АА-АН, 4 – агар-агар.
616 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6
Результаты изучения адсорбции соединений ТМ гелевыми сорбента-
ми, представленные в табл. 1, свидетельствуют о том, что наибольшей
сорбционной емкостью обладает сополимер акриламида и акриловой
кислоты – АА-АК. Этот гель имеет максимальное (по сравнению с дру-
гими изученными гидрогелевыми системами) количество легкодоступ-
ных карбоксильных групп.
Таблица 1. Удельная адсорбция (а, мг/г) соединений меди и железа из
индивидуальных растворов гелевыми носителями
а, мг/г
Соединения
тяжелых металлов
АА АА-АН АА-АК Агар-агар
Cu (II) 9,8 8,4 12,0 7,9
Cu Г 8,0 8,0 8,8 4,4
Fe (III) 7,7 7,2 9,3 6,9
Fe Г 8,0 6,4 7,2 6,0
Примечание. Исходные концентрации Cu2+ – 160, Fe3+ – 116, ионов металлов в
составе гуматных комплексов Cu – Г – 120, Fe – Г – 110 мг/дм3 (Г – гуматы); m =
12,5 г/дм3. Продолжительность контакта – одни сутки.
Методом прямого титрования установлено, что количество карбоксиль-
ных групп в гидрогелях АА-АК, АА-АН, АА, агар-агар соотносится со-
ответственно как 20 : 3 : 2 : 2. В водных растворах происходит ионизация
карбоксильных групп гидрогелей, которых больше всего у сополимера
на основе АА – АК. Поэтому можно ожидать максимальную сорбцион-
ную активность по отношению к соединениям ТМ именно у данного со-
полимера. На рис. 2 показано, что эффективность адсорбции соедине-
ний ТМ гидрогелями соответствует ряду: Fe (III) > Cu (II) > Cu-Г ~ Fe-Г.
Для оценки сорбционного потенциала гидрогеля АА-АК в отноше-
нии ионов тяжелых металлов по сравнению с другими сорбентами была
определена его статическая обменная емкость (СОЕ), равная 3,8 мг-экв/г,
в соответствии с [17] из раствора, содержащего 20 мМ CuCl
2
и 50 мМ
NaCl, при V:m = 100 и продолжительности контакта один час. По дан-
ным [18], СОЕ по меди составляет 7 мг-экв/г для анионообменника на
основе полиакрилонитрила; 4, 3 – для катионита КУ-2 [19]; 1,7 – для вер-
микулита [20]; 0,63 – для древесных опилок [21]. Приведенные величи-
ны СОЕ для различных сорбентов позволяют отнести гидрогель АА-АК
к эффективным селективным сорбентам тяжелых металлов.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6 617
C
u
F
e
0
20
40
60
80
100
Рис. 2. Эффективность адсорбции (А,%) соединений металлов гидрогелями.
При исследовании десорбции соединений ТМ в дистиллированной
воде показано (рис. 3), что наиболее прочно они удерживаются сополи-
мерным гелем АА-АК. Необходимо подчеркнуть, что в целом отрица-
тельно заряженные гуминовые комплексы меди и железа значительно
хуже сорбируются и слабее удерживаются, чем медь и железо в форме
катионов. Трехвалентный катион железа лучше сорбируется и прочнее
удерживается гелевыми носителями, чем двухвалентный катион меди, в
отличие от гуминового комплекса, где наблюдается противоположная за-
кономерность – более эффективное и прочное связывание Cu – Г.
Изучена также эффективность сорбции и десорбции ионов тяжелых
металлов на примере меди в зависимости от исходной степени гидрата-
ции гидрогелевых матриц полиакриламида и сополимера акриламида и
акриловой кислоты. В одном случае к набухшим в определенном объеме
дистиллированной воды гидрогелям прибавляли раствор соли металла
такого же объема, перемешивали в течение одного часа и определяли
равновесную концентрацию ТМ. Затем отделяли частицы гидрогеля цент-
рифугированием, десорбировали ТМ дистиллированной водой и определя-
ли концентрацию десорбированного металла. В другом случае набухание
618 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6
высушенного гидрогеля происходило в растворе сульфата меди с концент-
рацией вдвое меньшей, чем в первом случаем (для того, чтобы уравнять ис-
ходные концентрации иона металла).
C
u
F
e
0
20
40
60
80
100
Рис. 3. Эффективность десорбции (Д,%) соединений металлов с
гидрогелей.
Установлено (табл. 2), что эффективность сорбции ТМ в вариантах с
сухим и набухшим гидрогелями близка. Однако полученные данные по
десорбции свидетельствуют, что прочность удерживания иона металла
при сорбции высушенным гидрогелем значительно выше, чем при сорб-
ции уже набухшим гидрогелем. Это значит, что набухший в дистиллиро-
ванной воде гель очень прочно удерживает воду и при используемой кон-
центрации электролит CuSO
4
не способен привести к ее вытеснению, но
может лишь равномерно распределяться в гидратной сфере набухшего
гидрогеля. Отметим, что в случае гидрогеля АА-АК эффективность свя-
зывания тяжелого металла существенно выше, чем геля АА.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6 619
Таблица 2. Влияние исходной степени гидратации (со)полимерных матриц
на эффективность адсорбции/десорбции меди(A/Д)
Параметры взаимодействия Cu (ІІ) с
гидрогелями Гидрогель
А, % Д,%
АА-АК набухший 97,0 40,0
АА-АК сухой 98,0 1,5
ПААГ набухший 80,0 65,0
ПААГ сухой 86,0 32,0
Примечание. Исходная концентрация Cu (II) в растворе –120 мг/дм3.
Сопоставлена сорбция металлов гидрогелем АА-АК из 1 мМ индиви-
дуальных и смешанных растворов сульфатов железа и меди, а также при-
родной воды с жесткостью 6 мг-экв/дм3 и суммарной концентрацией каль-
ция и магния 120 мг/дм3 при продолжительности контакта одни сутки (табл.
3). Степень удаления ТМ из смешанных растворов (60% по меди и 98% по
железу) ниже, чем из индивидуальных (до 99%). В то же время из природ-
ной воды, содержащей низкие концентрации меди и железа (0,02 – 0,03 мМ)
на фоне на два порядка превосходящих концентраций катионов жесткости
(Са – Mg), удалось извлечь путем сорбции гидрогелем АА-АК до 95% изу-
ченных металлов.
Сорбированные гидрогелями ионы тяжелых металлов практически
полностью элюировались 0,01 М раствором НCl. Гидрогели после де-
сорбции тяжелых металлов, отделения от жидкой фазы и высушивания
на воздухе были повторно использованы для извлечения катионов меди
и железа из водных растворов. При этом происходило практически пол-
ное восстановление набухаемости и сорбционной активности гидроге-
лей в отношении ТМ.
Таблица 3. Эффективность удаления меди и железа из смешанных и
индивидуальных растворов сополимерным гидрогелем АА-АК
Концентрация (мг/дм3) Раствор
меди железа
Индивидуальный, pH 6 65/3 58/0,5
Смешанный, pH 6 65/20 58/1
Природная вода, pH 6,6 2/0,1 1/0,05
Примечание. В числителе – исходная концентрация металла, в знаменателе –
остаточная.
620 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6
Таким образом, проведенные исследования продемонстрировали воз-
можность эффективной сорбции соединений тяжелых металлов поли-
мерными акриловыми гидрогелями, их многократного использования и
могут быть положены в основу перспективной технологии удаления этих
металлов из водных растворов. При этом наиболее эффективным сор-
бентом для тяжелых металлов является сополимер акриламида и акри-
ловой кислоты.
Выводы. Итак, сорбционная активность гидрогелей относительно
соединений тяжелых металлов в положительно и отрицательно заряжен-
ных формах из индивидуальных растворов выше, чем из смешанных;
коррелирует с количеством карбоксильных групп в гелевых образцах и
происходит синхронно с процессом набухания. Эффективность сорбции
и прочность удерживания соединений тяжелых металлов в катионной
форме выше, чем в анионной (гуминовые комплексы), и соответствует
ряду: АА-АК > ПААГ > АА-АН ~ агар-агар.
Резюме. Викладено результати вивчення процесу видалення важких
металів – міді (II) та заліза (III) із індивідуальних, змішаних розчинів та
природної води шляхом сорбції гідрогелями. Були використані силіка-
гель, співполімерні акрилові гідрогелі, агар-агар. Встановлено, що сорб-
ція важких металів відбувається синхронно із набуханням гідрогелей.
Максимальна ефективність їх видалення (до 99% з індивідуальних роз-
чинів із концентрацією ~ 2 мМ та до 95% із природних вод) та міцність
утримування виявлені у випадку співполімерів акриламіду та акрилової
кислоти.
G.N.Nikovskaya, N.V. Godynchuk, Yu.M. Samchenko
HEAVY METALS REMOVAL FROM WATER SOLUTIONS
BY HYDROGELS
Summary
The results of studios on heavy metals removal (Cu(II), Fe (III)) from
individual, mixed solutions and natural water by hydrogels sorption are
presented. Acrylic hydrogels and agar-agar were used. It is established that
heavy metals sorption occurred synchronousely with their swelling. The
efficiency of heavy metals removal (up to 90% from individual solutions with
2 mM concentration, up to 95% from natural water) and strength of their
retention are maximal for copolymer of acrylamide and acrylic acid.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №6 621
1. Филиппова О.Е. // Природа. – 2005. – №3. – С.10 – 15.
2. Попков С.П. Студнеобразное состояние полимеров. – М.: Наука, 1974. –
235 с.
3. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Физика в мире полимеров. – М.:Химия, 1989. –
250 с.
4. Самченко Ю.М., Цирина В.В., Альтшулер М.А. // Катализ в нефтехимии. –
2006. – №14. – С. 112 – 115.
5. Самченко Ю.М., Полторацкая Т.П., Ульберг З.Р. // Наносистемы,
наноматериалы, нанотехнологии. – Киев: РВВІМФ, 2007. – С. 93 – 101.
6. Zamora M., Strumia M., Bertorello H.E. // Eur. Polym. J. – 1996. – 32, N1. –
P. 125 – 128.
7. Rifi E.N., Rastegar F., Brunette J.P. // Talanta. – 1995. – 42, N6. – P. 811 – 816.
8. Siyam T., Abdel-Hamid M. // Macromolecular Reports. – 1995. – A32, Suppl.
5/6. – P. 871 – 879.
9. Siyam T. // Ibid. – 1995. – A32, Suppl. 5/6. – P. 801 – 811.
10. Помогайло А.О. // Докл. РАН. – 1994. – 335, №6. – С. 749 – 752.
11. Karadag E., Saraydin D.,Guven O. // Water, Air and Soil Pollut. – 1998. – 106,
N3/4. – P. 369 – 378.
12. Zhang L., Zhou Y., Wang Y. // J. Chem. Technol. and Biotechnol. – 2006. – 81,
N5. – P. 799 – 804.
13. Ekici S., Isikver Y., Saraydin D. // Polymer Bull. – 2006. – 57, N2. – P. 231 –241.
14. Практикум по коллоидной химии / В.И. Баранов, Е.Е. Бибик, Н.М. Кожев-
никова и др. – М.: Высш. шк., 1983. – 216 с.
15. Методичні вказівки до практичних занять з біоколоїдної хімії для
студентів хімічного факультету/ С.В. Паховчишин, І.О. Фрицький,
М.Л. Малишева, І.К. Чепурна. – К.: Вид. поліграф. центру "Київ. ун-т",
2007. – 48 с.
16. Жиленко М.П., Панина Ю.Е., Руденко А.П // Вест. МГУ, Сер. Химия. –
2000. – 41, №1. – С. 48 – 52.
17. Валуев И.Л., Кудряшов В.К., Обыденнова И.В. // Там же. – 2003. – 44,
№ 2. – С. 149 – 152.
18. Мясоедова Г.В., Никашина В.А., Молочникова Н.П. // Журн. аналит.
химии. – 2000. – 55, №6. – С.611 – 615.
19. Салдадзе К.М., Пашков А.Б., Титов В.С. Ионообменные
высокомолекулярные соединения. – М.: Гос. науч.-техн. изд-во хим. лит-
ры, 1960. – 355 с.
20. Поляков В.Е., Тарасевич Ю.И., Овчаренко Ф.Д. // Укр. хим. журн. – 1975. –
41, №7. – С. 689 – 694.
21. Чубарь Т.И., Стрелко В.В., Родригес де Карвальо Ж. // Химия и технология
воды. – 2003. – 25, №1. – С.43 – 48.
|