Физико-химическое обоснование и реализация процессов удаления гумусовых кислот из водных растворов методом препаративной хроматографии

• Автор: Славинская, Галина Владимировна
• Шифр специальности: 05.11.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 350 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые обозначения и сокращения
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД
1.1. Общая характеристика примесей
1.2 Гумусовые вещества природных вод
1.2.1. Фульвокислоты природных вод
1.2.1.1. Краткий исторический обзор
1.2.1.2. Структура фульвокислот
1.2.1.3. Азот фульвокислот
Он 1.2.1.4. Функциональные группы фульвокислот
1.2.1.5. Элементный состав фульвокислот
1.2.1.6. Молекулярная масса фульвокислот
1.2.1.7. Химические свойства фульвокислот
1.2.1.8. Фракционирование фульвокислот
Выводы
ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА КАЧЕСТВО ОБЕССОЛЕННОЙ ВОДЫ И ИОНООБМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1 Органические вещества в природных водах
2.2 Органические вещества в обессоленной воде
2.3 Исследование влияния органических веществ природных вод на
^ физико-химические свойства ионообменных материалов
2.3.1. Старение гранульных ионитов
2.3.1.1. Изменение физико-химических свойств катионитов
2.3.1.2. Изменение физико-химических свойств анионитов
2.3.2. Изменение физико-химических свойств ионообменных
мембран
Выводы
ГЛАВА III. ВЫДЕЛЕНИЕ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ИЗ
ПРИРОДНЫХ ВОД И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ
3.1 Способы выделения гумусовых кислот
3.2 Выделение гумусовых кислот из воды
•Ф 3.3 Изучение физико-химических свойств выделенных фульвокислот..

( 3.4 Фракционирование выделенных фульвокислот
3.4.1. Разделение фульвокислот методом бумажной хроматографии
3.4.2. Электрофорез фульвокислот
3.4.3. Разделение фульвокислот методом высокоэффективной жидкостной хроматографии
3.5 Определение аминокислотного состава фульвокислот
Выводы
ГЛАВА IV СОРБЦИЯ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ВОДНЫХ
РАСТВОРОВ
(X 4.1 Методы удаления гумусовых кислот из водных растворов
4.1.3. Удаление гумусовых кислот коагуляцией
4.1.2. Применение сорбентов для удаления гумусовых кислот
4.1.2.1. Применение активных углей для удаления гумусовых
кислот
4.1.2.2. Применение анионитов для удаления гумусовых кислот
4.2. Исследование сорбции гумусовых кислот природных вод
4.2.1. Сорбция гумусовых кислот активными углями
4.2.2. Сорбция гумусовых кислот анионитами
4.2.2.1. Характеристика анионообменных материалов
4.2.2.2. Сорбция фульвокислот анионообменными волокнами
^ 4.2.2.3. Выбор образцов анионитов для исследования
4.2.3. Исследование закономерностей сорбции фульвокислот
анионитами
4.2.3.1. Влияние вида противоиона на емкость анионитов
4.2.3.2. Влияние степени сшитости матрицы на емкость анионитов .
4.2.3.3. Влияние степени дисперсности анионитов на емкость по ФК.
4.2.3.4. Влияние температуры на сорбцию ФК анионитами
4.2.3.5. Влияние pH раствора на сорбцию фульвокислот анионитами.
4.2.4. Механизм сорбции фульвокислот анионитами
4.2.4.1. Влияние pH на механизм сорбции фульвокислот анионитами.
4.2.4.2. Другие факторы, влияющие на селективность сорбции ФК... 161 *# 4.2.5. Термодинамические функции сорбции ФК анионитами

^ 4.2.6. Влияние воды на избирательность сорбции ФК анионитами
4.2.6.1. Влияние органических ионов на структуру воды
4.2.7. Исследование закономерностей кинетики сорбции фульвокислот анионитами
4.2.7.1. Определение механизма кинетики сорбции ФК анионитами..
4.2.7.2. Определение энергии активации диффузии ФК в ионите.... 186 4.2.7.3.0пределение термодинамических функций образования
переходного комплекса при сорбции ФК анионитами
4.2.8. Сорбция фракций фульвокислот анионитами
4.3. Исследование сорбции гумусовых кислот сточных вод
<Х производства антибиотиков
4.3.1. Исследование закономерностей сорбции ГК и ФК анионитами
Выводы
ГЛАВА V. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ВОДЫ
5.1. Сочетание анионитов разного типа
5.2. Сочетание анионитов и активного угля
5.3. Выбор обессоливающего анионита
5.4. Сорбция анионитами озонированных фульвокислот
5.4.1. Применение озона в технологии обработки воды
5.4.2. Исследование влияния озона на структуру и свойства
ф фульвокислот природных вод
5.4.3. Сорбция продуктов озонирования фульвокислот анионитами
5.4.4. Окислительно-сорбционная очистка воды от фульвокислот
Выводы
ГЛАВА VI. ДЕСОРБЦИЯ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ИЗ АНИОНИТОВ
6.1. Исследование десорбции фульвокислот из анионита АВ-17-2-П.
6.1.1. Исследование влияния вида коиона на десорбцию ФК
6.1.2. Влияние температуры на десорбцию ФК из анионита
6.2. Десорбция гумусовых кислот из низкоосновных анионитов
6.2.1. Десорбция фульвокислот природных вод
6.2.2. Десорбция гумусовых кислот сточных вод
Выводы
метоксильные группы, СН - ароматические, СН2-, СН3 - алифатические, а также свободные радикалы и аминогруппы.
Фульвокислоты являются аморфными соединениями [135]. Однако доказана некоторая упорядоченность в молекуле кислоты в твердом состоянии. Рентгеновское исследование показало, что ФК характеризуются упаковкой молекул в твердой фазе двумя типами упорядоченности: в пакетах плоских ядер и в межмолекулярных контактах боковых радикалов.
X. Кодала и М. Шнитцер предложили схему строения фрагмента ФК [127], основываясь на результатах анализа распределения в молекуле ФК электронной плотности. Фрагмент ФК с молекулярной массой 7000 должен, по их мнению, содержать два ароматических кольца, шесть групп СООН, две кетонные и две фенольные группы, три спиртовых гидроксила.
Гумусовые кислоты гидролизуются уже при воздействии самых мягких реагентов, а при кипячении с 6 моль/дм3 НС1 в раствор переводится до 40-50 % всего количества препарата. Отмечено, что фульвокислоты подвержены более высокой степени гидролиза, чем гуминовые кислоты [110].
Среди продуктов расщепления ФК обнаружены полисахариды и протеины [102]. Кроме указанных выше фрагментов в ГК и ФК присутствуют свободные радикалы типа -СНгСН или -СНгСНгСНгСН, роль которых в поведении гумусовых кислот подробно описана в работе [136].
1.2.1.3. Азот фульвокислот
Впервые азот ФК обнаружен Берцелиусом. Он перегнал креновую кислоту и в дистилляте определил аммиак. Присутствие последнего свидетельствовало о содержании в препарате азота. Современники Берцелиуса считали фульвокислоты веществами безазотистыми. Мульдер в эмпирических формулах этих кислот не показал азота, хотя нашел его при анализе элементного состава во всех пробах. Этот факт он объяснил присутствием аммиака в виде кислых солей.
Подобно гуминовым кислотам, ФК содержат азот. Азотсодержащая часть молекулы в 6 н НС1 значительно легче гидролизуется в сравнении с