Комплексообразующие сорбенты на основе оксида алюминия с нековалентно иммобилизованными органическими реагентами для концентрирования ионов металлов

• Автор: Кубышев, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Модифицирование поверхности оксида алюминия

1.1. Минеральные носители для модифицирования

1.2. Химия поверхности оксида алюминия

1.3. Модифицирование поверхности оксида алюминия

1.4. Применение сорбентов, модифицированных ПАВ

Глава 2. Аналитическое применение тайрона и нитрозо-Р-соли

2.1. Тайрон

2.2. Нитрозо-Р-соль

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Реагенты и аппаратура
3.2. Методика эксперимента
3.3. Методики определения веществ после сорбции
Глава 4. Сорбция органических реагентов различных классов на оксиде алюминия
4.1. Время установления сорбционного равновесия
4.2. Сорбция тайрона, пирокатехина и нитрозо-Р-соли
4.3. Сорбция антрахиноновых красителей
4.3.1.Изучение сорбции ализаринового красного С
4.3.2. Сорбция меди на сорбенте, модифицированном ализариновым красным С
4.4. Сорбция трифенилметановых красителей
4.4.1. Сорбция пирокатехипового фиолетового
4.4.2.Сорбция металлов на оксиде алюминия, модифицированном пирокатехиновым фиолетовым
4.4.3. Сорбция эриохромцианина Я
4.4.4. Сорбция ксиленолового оранжевого
4.5. Выбор и приготовление сорбентов для концентрирования
Глава 5. Изучение закономерностей сорбции ионов металлов на оксиде
алюминия, модифицировано тайроном и НРС
5.1. Сорбция металлов на сорбенте, модифицированном тайроном

5.2. Сорбция металлов на сорбенте, модифицированном нитрозо-Р -солью
5.3.1. Подбор оптимальных условий РФА-определсния металлов
5.3.2. Определение ионов переходных металлов в природной воде
5.4. Определение ионов железа (III) методом спектроскопии диффузного отражения
6. Выводы
7. Список литературы

Введение
Актуальность работы. Поиск простых подходов к получению новых сорбентов как для сорбционного концентрирования микрокомпонентов, так и для хроматографического разделения по-прежнему остается актуальной задачей. Сорбенты на основе оксида алюминия могут стать альтернативой применяемым в настоящее время для разделения и концентрирования неорганических веществ органополимерным и кремнеземным сорбентам. Оксид алюминия представляет собой доступный механически прочный и гидролитически устойчивый сорбент, нашедший широкое применение в органическом анализе. Однако возможность создания и применения таких сорбентов сильно ограничена малой изученностью процессов химического модифицирования поверхности оксида алюминия. В литературе имеются работы, посвященные модифицированию поверхности оксида алюминия силанами, карбоновыми и фосфоновыми кислотами и их производными. В основном во всех этих работах осуществлялся сложный синтез в жестких условиях в среде органических растворителей, а полученные сорбенты неустойчивы в водной среде, поэтому применение их в неорганическом анализе затруднительно.
Для того чтобы органическое вещество могло служить модификатором поверхности оксида алюминия, его структура должна содержать как минимум две функциональные группировки. Одна из них является якорной и обеспечивает закрепление модификатора на поверхности, другая остается свободной и обуславливает свойства полученного сорбционного материала. С этой точки зрения становится перспективным использовать для модифицирования поверхности оксида алюминия многофункциональные органические аналитические реагенты, в том числе, образующие комплексы с ионом алюминия в растворе. Имеющиеся в литературе немногочисленные работы по сорбции органических реагентов на поверхности оксида алюминия относятся в основном к области коллоидной химии и направлены на стабилизацию суспензий наночастиц оксида в растворе.
В отличие от поверхности кремнезема, поверхность оксида алюминия химически неоднородна, на ней присутствуют бренстедовские кислотные и основные, а также льюисовские кислотные активные центры. Соответственно,

Как следует из табл. 1, методики, основанные на спектрофотометрическом определении металлов по реакции с тайроном, отличаются средней чувствительностью, что определяет ограниченность их применения. Однако в литературе [80] приводится описание применения тайрона для определения ионов железа в геологических материалах, алюминиевых и медных сплавах [81]; молибдена - в рудах, биологических материалах, сплавах, водах, горных породах, сталях; титана в минеральном сырье, сплавах молибдена, алюминия и меди [82].
Молекула тайрона обладает собственной люминесценцией при длине волны 350 нм. При образовании комплексов происходит перераспределение электронной плотности, что ведет к уменьшению квантового выхода люминесценции. В литературе описана методика определения следовых количеств меди по тушению люминесценции тайрона [82].
Несмотря на то, что максимум поглощения комплексов тайрона с алюминием и редкоземельными элементами лежит в ультрафиолетовой области, реакция образования комплекса может использоваться для детектирования в хроматографических и проточно-инжекционных методах анализа [76, 83, 84]. В работах [74, 85, 86] тайрои применяется в качестве регента для
послеколоночного определения алюминия методом ионной хроматографии.
В литературе известно несколько работ по модифицированию поверхности различных сорбетов тайроном с целью концентрирования ионов металлов. Молекула тайрона содержит две сульфогруипы, и, следовательно, сильно удерживается поверхностью аниоиообменников. В работе [87] проводили модифицирование поверхности тонкого слоя анионообменника тайроном с целью сорбционного концентрирования ионов ванадия, детектирование проводили денситометрически. Было изучено применения макропористого анионообменника Amberlyst А-26, модифицированного тайроном для разделения бинарных смесей металлов: алюминий - галлий, алюминий - титан, титан -никель, никель - железо. Подобные исследования, проведенные для анионообменника Amberlite IRA 400, дали несколько худшие результаты [88]. В работе [89] модифицированная тайроном ионообменная смола Lewatit МР 5080 была использована для сорбционного извлечения десяти переходных металлов.