Разработка процессов сорбции ионов металлов функционально-активными группами хемосорбционных волокон на основе привитых сополимеров

• Автор: Кудёлко, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Содержание
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Методы получения хемосорбционных волокон
1.2 Сорбционные свойства хемосорбционных волокон
1.3 Закономерности сорбции и восстановления ионов серебра.
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Объекты исследования
2.2 Методика проведения эксперимента
2.3 Методы исследования
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Общая характеристика хемосорбционных волокон на основе привитых сополимеров, используемых в
работе
3.2 Исследования сорбции ионов меди хемосорбционным аминосодержащим поликапроамидным
волокном
3.3 Сорбция ионов серебра модифицированным гидратцеллюлозным волокном, содержащим функционально-активные тиоамидные ^ группы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Список сокращений
АУ — активированный уголь АУВ -активированное углеродное волокно ГА - глутаровый альдегид ГЦ - гидратцеллюлоза
ГЦ-ПГМА-ТЭТА - привитой сополимер гидратцеллюлозы
полиглицидилметакрилата, аминированный триэтилентетраамином
ДМАЭМА - диметиламиноэтилметакрилат
МВП — метилвинилпиридин
ОВС — окислительно-восстановительная система
ПАН - полиакрилонитрил
ПВС - поливиниловый спирт
ПВС-ПГМА-ТЭТА - привитой сополимер поливинилового спирта
полиглицидилметакрилата, аминированный триэтилентетраамином
ПГМА - полиглицидилметакрилат
ПДМАЭМА - полидиметиламиноэтилметакрилат
ПКА - поликапроамид
ПКА-ПГМА - привитой сополимер поликапроамида полиглицидилметакрилата
ПКА-ПГМА-ГГ - привитой сополимер поликапроамида
полиглицидилметакрилата, аминированный гидразингидратом
ПКА-ПГМА-МЭА - привитой сополимер поликапроамида
полиглицидилметакрилата, аминированный моноэтаноламином
ПКА-ПГМА-ТЭТА - привитой сополимер поликапроамида
полиглицидилметакрилата, аминированный триэтилентетраамином
СЕ - сорбционная емкость
СОЕ - статическая обменная емкость
ТАСХ - тетраальдегидное производное сахарозы
ТРГ - терморасширенный графит
Введение
В настоящее время системное техногенное воздействие на окружающую среду привело к ухудшению общей экологической обстановки, в связи с чем защита окружающей среды от выбросов загрязняющих веществ вошла в число приоритетных направлений в области химической технологии и стала одной из актуальных задач современности.
Важное место в решении экологических проблем занимает разработка малоотходных технологий с использованием сорбционных процессов, обеспечивающих улавливание вредных веществ из сточных вод и газовоздушных смесей, концентрирование благородных металлов и создание экспресс-систем экологического мониторинга. К перспективным материалам для проведения сорбционных процессов относятся хемосорбционные волокна, которые благодаря высокоразвитой удельной поверхности, большой внутримолекулярной пористости обладают более высокими (примерно на порядок) кинетическими характеристиками по сравнению с зернистыми сорбентами и механической прочностью. Присущие волокнистым хемосорбентам свойства предопределяют возможность разработки эффективной стадии доочистки низкоконцептрированных растворов, в частности, содержащих ионы тяжелых металлов, в комплексных природоохранных системах, в которых могут удачно сочетаться хемосорбционные материалы различного типа. Кроме того, возможность сорбции функционально-активными группами волокнистых сорбентов биологически-активных веществ позволяет прогнозировать их применение в качестве эффективных фильтрующих материалов медико-биологического назначения.
Данная диссертационная работа выполнялась в соответствии с основными направлениями научных исследований кафедры технологии химических волокон и наноматериалов Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский

В работе [76] описан процесс комплексообразования этиленамина с ионами серебра в водно-ацетоновых растворах, содержащих этилендиамин в количестве 1 моль/л и ионы серебра - 1 ммоль/л. Сорбцию проводили из растворов с ионной силой буферного раствора ц=1. В качестве промежуточного электролита использовали раствор той же ионной силы, что и исследуемый, с соответствующей добавкой органического растворителя. Сопоставление значений pH исследованных растворов с величинами констант кислотной диссоциации этилендиамипа в водпо-ацетоновых растворах позволяет сделать заключение о том, что этилендиамин в растворе находится преимущественно в депротонированной форме. Авторы считают, что в этих условиях образуется комплекс ^(еп)2]+. Отсутствие полиядерных комплексов было доказано специальными опытами с переменными концентрациями ионов серебра.
Для определения устойчивости комплекса [Ag(en)2]’ в водно-ацетоновых и водно-этанольных растворах при содержании 6-85 об. % органического растворителя использовали потенциометрический метод с серебряным индикаторным электродом. Испытания проводили при температуре 25±0,02°С и ионной силе р = 1 (ЫаИОз). В процессе эксперимента электрод серебрили в цианистом электролите серебрения. В качестве электрода сравнения применяли насыщенный каломельный электрод. Точность определения констант устойчивости ± 0,1 ед. ^ р. Концентрация ионов серебра во всех исследованных системах составляла 10'3 г-ион/л.
Показано, что введение небольшой добавки органического
растворителя (6,0 об %) уменьшает устойчивость этилендиаминового
комплекса Ag+ по сравнению с его устойчивостью в воде, что авторы
объясняют образованием устойчивых агрегатов между водой и ацетоном
(при небольшом содержании последнего). Увеличение концентрации
ацетона до 20 об. % практически не изменяет устойчивость комплекса. В
дальнейшем наблюдается повышение устойчивости комплекса с