Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
аспирант
Иваново, Ивановская область, Россия
Представлены результаты модифицирования хлопковой целлюлозы глицином. Модифицирование проводили через стадию окисления целлюлозы метапериодатом натрия с образованием диальдегидцеллюлозы и ее последующей обработкой аминоуксусной кислотой. Исследованы сорбционные свойства образцов исходной и модифицированной целлюлозы по отношению к ионам Cu(II) и Fe(II). В кинетических экспериментах установлено, что степень извлечения ионов меди(II) и железа(II) модифицированным образцом примерно на 25% выше по сравнению с исходным. При обработке кинетических кривых сорбции в рамках модели кинетики псевдо-второго порядка получены наиболее корректные результаты. Определены оптимальные условия модифицирования хлопковой целлюлозы для достижения максимальной сорбции ионов меди(II) и железа(II), получены равновесно-кинетические характеристики модифицированной и немодифицированной хлопковой целлюлозы. При изучении сорбционного равновесия в гетерофазной системе «целлюлозный сорбент – водный раствор сульфата металла» сняты изотермы сорбции, проведена их обработка в рамках модели Ленгмюра и определены величины предельной сорбционной емкости нативной и модифицированной целлюлозы. Установлено, что предельная сорбционная емкость модифицированного сорбента примерно в 1,5 2 раза превышает предельную сорбционную емкость нативной хлопковой целлюлозы. Получены ИК-спектры нативной целлюлозы и ее модифицированного образца. Выполнен элементный анализ и получены изображения поверхностной структуры сорбционных материалов на основе хлопковой целлюлозы с помощью СЭМ.
хлопковая целлюлоза, модифицирование, аминоуксусная кислота, сорбция, ионы Cu(II) и Fe(II)
1. Beni A.A., Esmaeili A. Biosorption, an efficient method for removing heavy metals from industrial effluents: A Review // Environmental Technology & Innovation. 2020. Vol. 17. 100503. URL: https://doi.org/10.1016/j.eti.2019.100503
2. Humelnicu D., Lazar M.M., Ignat M., Dinu I.A., Dragan E.S., Dinu M.V. Removal of heavy metal ions from multi-component aqueous solutions by eco-friendly and low-cost composite sorbents with anisotropic pores // J. Haz. Mat. 2020. Vol. 381. 120980. URL: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.120980
3. Yadav S., Yadav A., Bagotia N., Sharma A.K., Kumar S. Adsorptive potential of modified plant-based adsor-bents for sequestration of dyes and heavy metals from wastewater // A review Journal of Water Process Engi-neering. 2021. Vol. 42. 102148. URL: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.102148
4. Noli F., Kapashi E., Kapnisti M. Biosorption of uranium and cadmium using sorbents based on Aloe vera wastes // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2019. Vol. 7. 102985. URL: https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.102985
5. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Одинцова О.И. Закономерности распределения ионов меди (II) и никеля (II) в гетерофазной системе водный раствор – модифицированное льняное волокно // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 2015. Т. 59, вып. 4. С. 76-84.
6. Quyen V., Pham T.- H., Kim J., Thanh D.M., Thang P.Q., Le Q.V., Jung S.H., Kim T.Y. Biosorbent derived from coffee husk for efficient removal of toxic heavy metals from wastewater // Chemosphere. 2021. Vol. 284. 131312. URL: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131312
7. Никифорова, Т.Е., Козлов В.А. Сопоставление моделей сорбции катионов меди(II) и никеля(II) из водных растворов хлопковой целлюлозой // ЖФХ. 2012. Т. 86, вып. 10. С. 1724-1729
8. Anantha R.K., Kota S. Bio-composites for the sorption of copper from aqueous solution: A comparative study // Groundwater for Sustainable Development. 2018. Vol. 7. Р. 265-276. URL: https://doi.org/10.1016/j.gsd.2018.06.007
9. Agarwal A., Upadhyay U., Sreedhar I., Singh S.A., Patel C.M. A review on valorization of biomass in heavy metal removal from wastewater // J. Water Proc. Eng. 2020. Vol. 38. 101602. URL: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101602
10. Sancey B., Trunfio G., Charles J., Minary J.-F., Gavoille S., Badot P.-M., Crini G. Heavy metal removal from industrial effluents by sorption on cross-linked starch: Chemical study and impact on water toxicity // Journal of Environmental Management. 2011. Vol. 92. 765e772. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.10.033.
11. Aniagor C.O., Abdel-Halim E.S., Hashem A. Evaluation of the aqueous Fe (II) ion sorption capacity of functionalized microcrystalline cellulose // J. Env. Chem. Eng. 2021. Vol. 9. 105703. URL: https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105703
12. Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Loginova V.A. Peculiarities of the adsorption of heavy-metal ions from aqueous media by modified cellulose // Adsorption Science & Technology. 2014. Vol. 32, no. 5. Р. 389-402.
13. Mahajan G., Sud D. Application of ligno-cellulosic waste material for heavy metal ions removal from aqueous solution // J. Env. Chem. Eng. 2013/ Vol. 1. Р. 1020–1027. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.jece.2013.08.013
14. Aniagor C.O., Abdel-Halim E.S., Hashem A. Evaluation of the aqueous Fe (II) ion sorption capacity of functionalized microcrystalline cellulose // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021. Vol. 9. 105703. URL: https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105703
15. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Натареев С.В., Дубкова Е.А. Влияние плазменного модифицирования на сорбционные свойства льняного волокна // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2014. Т. 7, вып. 3. С. 91-97.
16. Mahour S., Verma S.K., Srivastava S. Functionalized agro-waste for toxic metal remediation from water bodies: A green pre-treatment process // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 50. Р. 287–292. URL: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.06.330
17. Beaugeard V., Muller J., Graillot A., Ding X., Robin J.-J., Monge S. Acidic polymeric sorbents for the removal of metallic pollution in water: A review // Reactive and Functional Polymers. 2020. Vol. 152. 104599. URL: https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2020.104599
