Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту
Zeolite adsorbents and ion exchangers reducing the concentrations of contaminants in aqueous medium, containing bioactive metals and endowed with bactericidal properties are promising for application in environmental protection practice and medicine. Phillipsite has a high ion exchange capacity and...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/518 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543912269709312 |
|---|---|
| author | Tsitsishvili, V. G. Dolaberidze, N. M. Nijaradze, M. O. Mirdzveli, N. A. Amiridze, Z. S. |
| author_facet | Tsitsishvili, V. G. Dolaberidze, N. M. Nijaradze, M. O. Mirdzveli, N. A. Amiridze, Z. S. |
| author_sort | Tsitsishvili, V. G. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:03:05Z |
| description | Zeolite adsorbents and ion exchangers reducing the concentrations of contaminants in aqueous medium, containing bioactive metals and endowed with bactericidal properties are promising for application in environmental protection practice and medicine. Phillipsite has a high ion exchange capacity and can be used to produce such materials. Silver-, copper-, and zinc-containing micro-mesoporous zeolite materials have been prepared on the basis of natural phillipsite from the Shukhuti field, Western Georgia(Saqartvelo), using ion-exchange reactions between grinded and washed by dilute hydrogen chloride solution zeolite and a salt of a corresponding transition metal in the solid phase followed by washing with distilled water. Synthesized in such way adsorbent-ion-exchangers are characterized by chemical analysis and sorption data (nitrogen adsorption-desorption isotherms at 77 K and water vapour sorption at room temperature), powder X-ray diffraction patterns, Fourier transform infra-red spectra, and scanning electron microscope images. Obtained materials keep the crystal structure and general sorption and ion-exchange properties of phillipsite, they contain up to 230 mg/g of silver, 66 mg/g of copper, and 86 mg/g of zinc, which is several times higher than the content of bioactive metals in the cation-exchange forms of clinoptilolite and synthetic zeolites obtained by ion exchange in the liquid phase described in the literature. Prepared silver-, copper-, and zinc-containing phillipsites show bactericidal and bacteriostatic activity towards Escherichia coli regardless of whether the number of released ions of the bioactive metal reaches the minimum inhibitory concentration in solution. The procedure of dry ion-exchange synthesis leads to an increase in the dispersion of the material, but does not affect the developed mesoporous system of phillipsite and the total pore volume averaging 0.285 cm3/g. The compliance of proposed method for preparation of silver-, copper-, and zinc-containing forms of phillipsite with high environmental standards is confirmed by its low Sheldon’s factor E in comparison with the similar green chemistry metrics of conventional methods of the ion exchange in solutions. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:33:46Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-518 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:04Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5182022-06-29T10:03:05Z Bactericidal adsorbents obtained by ion exchange modification of natural phillipsite Бактерицидные адсорбенты, полученные ионообменной модификацией природного филлипсита Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту Tsitsishvili, V. G. Dolaberidze, N. M. Nijaradze, M. O. Mirdzveli, N. A. Amiridze, Z. S. silver- copper- zinc-containing zeolites solid-state ion exchange Escherichia coli серебро- медь- цинк-содержащие цеолиты твердофазный ионный обмен кишечная палочка срібло- мідь- цинк-вмісні цеоліти твердофазний іонний обмін кишкова паличка Zeolite adsorbents and ion exchangers reducing the concentrations of contaminants in aqueous medium, containing bioactive metals and endowed with bactericidal properties are promising for application in environmental protection practice and medicine. Phillipsite has a high ion exchange capacity and can be used to produce such materials. Silver-, copper-, and zinc-containing micro-mesoporous zeolite materials have been prepared on the basis of natural phillipsite from the Shukhuti field, Western Georgia(Saqartvelo), using ion-exchange reactions between grinded and washed by dilute hydrogen chloride solution zeolite and a salt of a corresponding transition metal in the solid phase followed by washing with distilled water. Synthesized in such way adsorbent-ion-exchangers are characterized by chemical analysis and sorption data (nitrogen adsorption-desorption isotherms at 77 K and water vapour sorption at room temperature), powder X-ray diffraction patterns, Fourier transform infra-red spectra, and scanning electron microscope images. Obtained materials keep the crystal structure and general sorption and ion-exchange properties of phillipsite, they contain up to 230 mg/g of silver, 66 mg/g of copper, and 86 mg/g of zinc, which is several times higher than the content of bioactive metals in the cation-exchange forms of clinoptilolite and synthetic zeolites obtained by ion exchange in the liquid phase described in the literature. Prepared silver-, copper-, and zinc-containing phillipsites show bactericidal and bacteriostatic activity towards Escherichia coli regardless of whether the number of released ions of the bioactive metal reaches the minimum inhibitory concentration in solution. The procedure of dry ion-exchange synthesis leads to an increase in the dispersion of the material, but does not affect the developed mesoporous system of phillipsite and the total pore volume averaging 0.285 cm3/g. The compliance of proposed method for preparation of silver-, copper-, and zinc-containing forms of phillipsite with high environmental standards is confirmed by its low Sheldon’s factor E in comparison with the similar green chemistry metrics of conventional methods of the ion exchange in solutions. Цеолитные адсорбенты и ионообменники на основе катионобменных форм, снижающие концентрацию загрязняющих веществ в водной среде, содержащие биоактивные металлы и обладающие бактерицидными свойствами, являются перспективными для применения в защите окружающей среды и медицине. Филлипсит имеет высокую ионообменную ёмкость и может быть использован для получения подобных материалов. Микро-мезопористые материалы, содержащие серебро, медь или цинк, были получены на основе природного филлипсита месторождения Шухути, Западная Грузия, с помощью ионообменных реакций между измельченным и промытым разбавленным раствором соляной кислоты цеолитом и солью соответствующего переходного металла в твердой фазе при комнатной температуре с последующим промыванием дистиллированной водой. Полученные подобным путём адсорбент-ионообменники охарактеризованы данными химического анализа, сорбции азота при низких температурах и паров воды при комнатной температуре, рентгенограммами, ИК-спектрами, изображениями со сканирующего электронного микроскопа. Полученные материалы сохраняют кристаллическую микропористую структуру и общие свойства филлипсита, они содержат до 230 мг/г серебра, до 66 мг/г меди или до 86 мг/г цинка, что в несколько раз выше, чем содержание биоактивных металлов в описанных в литературе образцах катионобменных форм клиноптилолита и синтетических цеолитов, полученных ионным обменом в жидкой фазе. Полученные серебро-, медь- и цинк-содержащие филлипситы проявляют бактерицидную и бактериостатическую активность в отношении кишечной палочки независимо от того, достигает ли количество выделяющихся ионов биологически активного металла минимальной ингибирующей концентрации в растворе. Процедура «сухого» ионообменного синтеза приводит к увеличению дисперсности материала, но не влияет на развитую мезопористую систему филлипсита и общий объём пор, в среднем составляющий 0.285 см3/г. Соответствие предлагаемого метода получения катионобменных форм филлипсита высоким экологическим стандартам подтверждается его низким коэффициентом Р.А. Шелдона E по сравнению с аналогичными показателями зеленой химии для традиционных методов ионного обмена в растворах. Цеолітові адсорбенти і йонообмінники на основі катіонобмінних форм, що знижують концентрацію забруднюючих речовин у водному середовищі, містять біоактивні метали і мають бактерицидні властивості, є перспективними для застосування в захисті навколишнього середовища та медицині. Філліпсіт має високу іонообмінну ємність і може бути використаний для отримання подібних матеріалів. Мікро-мезопористі матеріали, що містять срібло, мідь або цинк, були отримані на основі природного філліпсіту родовища Шухутi, Західна Грузія, за допомогою іонообмінних реакцій між подрібненим і промитим розведеним розчином соляної кислоти цеолітом і сіллю відповідного перехідного металу в твердій фазі при кімнатній температурі з подальшим промиванням дистильованою водою. Отримані таким шляхом адсорбент-іонообмінники охарактеризовані даними хімічного аналізу, сорбції азоту при низьких температурах і парів води при кімнатній температурі, даними рентгенівської діфрактометрії, iнфра-червоними спектрами, зображеннями зі скануючого електронного мікроскопа. Отримані матеріали зберігають кристалічну мікропористу структуру і загальні властивості філліпсіту, вони містять до 230 мг/г срібла, до 66 мг/г міді або до 86 мг/г цинку, що в кілька разів вище, ніж вміст біоактивних металів в описаних в літературі зразках катіонобмінних форм кліноптілоліту і синтетичних цеолітів, отриманих іонним обміном в рідкій фазі. Отримані срібло-, мідь- і цинк-вмісні філліпсіти проявляють бактерицидну і бактеріостатичну активність відносно кишкової палички незалежно від того, чи досягає кількість іонів біологічно активного металу, що виділяється, мінімальної інгібуючої концентрації в розчині. Процедура «сухого» іонообмінного синтезу призводить до збільшення дисперсності матеріалу, але не впливає на розвинену мезопористу систему філліпсіту і загальний об’єм пор, в середньому становить 0.285 см3/г. Відповідність запропонованого методу отримання катіонобмінних форм філліпсіту високим екологічним стандартам підтверджується його низьким коефіцієнтом Р.А. Шелдона E в порівнянні з аналогічними показниками зеленої хімії для традиційних методів іонного обміну в розчинах. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2019-11-26 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/518 10.15407/hftp10.04.327 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 10 No. 4 (2019): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 327-339 Химия, физика и технология поверхности; Том 10 № 4 (2019): Химия, физика и технология поверхности; 327-339 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 10 № 4 (2019): Хімія, фізика та технологія поверхні; 327-339 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp10.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/518/521 Copyright (c) 2019 V. G. Tsitsishvili, N. M. Dolaberidze, M. O. Nijaradze, N. A. Mirdzveli, Z. S. Amiridze |
| spellingShingle | срібло- мідь- цинк-вмісні цеоліти твердофазний іонний обмін кишкова паличка Tsitsishvili, V. G. Dolaberidze, N. M. Nijaradze, M. O. Mirdzveli, N. A. Amiridze, Z. S. Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| title | Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| title_alt | Bactericidal adsorbents obtained by ion exchange modification of natural phillipsite Бактерицидные адсорбенты, полученные ионообменной модификацией природного филлипсита |
| title_full | Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| title_fullStr | Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| title_full_unstemmed | Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| title_short | Бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| title_sort | бактерицидні адсорбенти, одержані йонообмінною модифікацією природного філліпсіту |
| topic | срібло- мідь- цинк-вмісні цеоліти твердофазний іонний обмін кишкова паличка |
| topic_facet | silver- copper- zinc-containing zeolites solid-state ion exchange Escherichia coli серебро- медь- цинк-содержащие цеолиты твердофазный ионный обмен кишечная палочка срібло- мідь- цинк-вмісні цеоліти твердофазний іонний обмін кишкова паличка |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/518 |
| work_keys_str_mv | AT tsitsishvilivg bactericidaladsorbentsobtainedbyionexchangemodificationofnaturalphillipsite AT dolaberidzenm bactericidaladsorbentsobtainedbyionexchangemodificationofnaturalphillipsite AT nijaradzemo bactericidaladsorbentsobtainedbyionexchangemodificationofnaturalphillipsite AT mirdzvelina bactericidaladsorbentsobtainedbyionexchangemodificationofnaturalphillipsite AT amiridzezs bactericidaladsorbentsobtainedbyionexchangemodificationofnaturalphillipsite AT tsitsishvilivg baktericidnyeadsorbentypolučennyeionoobmennojmodifikaciejprirodnogofillipsita AT dolaberidzenm baktericidnyeadsorbentypolučennyeionoobmennojmodifikaciejprirodnogofillipsita AT nijaradzemo baktericidnyeadsorbentypolučennyeionoobmennojmodifikaciejprirodnogofillipsita AT mirdzvelina baktericidnyeadsorbentypolučennyeionoobmennojmodifikaciejprirodnogofillipsita AT amiridzezs baktericidnyeadsorbentypolučennyeionoobmennojmodifikaciejprirodnogofillipsita AT tsitsishvilivg baktericidníadsorbentioderžaníjonoobmínnoûmodifíkacíêûprirodnogofíllípsítu AT dolaberidzenm baktericidníadsorbentioderžaníjonoobmínnoûmodifíkacíêûprirodnogofíllípsítu AT nijaradzemo baktericidníadsorbentioderžaníjonoobmínnoûmodifíkacíêûprirodnogofíllípsítu AT mirdzvelina baktericidníadsorbentioderžaníjonoobmínnoûmodifíkacíêûprirodnogofíllípsítu AT amiridzezs baktericidníadsorbentioderžaníjonoobmínnoûmodifíkacíêûprirodnogofíllípsítu |