Сорбенты на основе неорганических оксидов, модифицированных полигексаметиленгуанидином и комплексообразующими реагентами, для концентирования и определения цветных и благородных металлов

• Автор: Дидух, Светлана Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Глава 1. Сорбенты на основе неорганических оксидов

1.1. Химия поверхности неорганических оксидов 1

1.2. Способы получения сорбентов на основе неорганических оксидов

1.2.1. Импрегнирование органических реагентов на поверхность неорганических оксидов

1.2.2. Зольгель метод получения сорбентов

1.2.3. Химическое модифицирование неорганических оксидов Глава 2. Применение сорбентов на основе неорганических оксидов

в сорбционноспектроскопических методах анализа

2.1. Сорб1 доннофотометрическое определение ионов металлов

2.2. Тестметоды определения элементов с использованием модифицированных неорганических оксидов
2.3. Сорбционноатомпоабсорбционное и сорбционноатомноэмиссионное определение ионов металлов с использованием модифицированных неорганических оксидов
Глава 3. Перспективный подход к синтезу сорбентов на основе неорганических оксидов на принципах супрамолскулярной химии
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 4. Реагенты, приборы и методика эксперимента
4.1. Реагенты и растворы
4.2. Приборы и методика эксперимента
Глава 5. Обоснование выбора органических реагентов и закономерности их сорбции неорганическими оксидами,
модифицированными полигексаметиленгуанидином
5.1. Критерии выбора неорганических оксидов в качестве матриц для создания сорбентов
5.2. Закономерности модифицирования поверхности неорганических оксидов полигексаметиленгуанидином
5.3. Обоснование выбора и исследование закономерностей сорбционного извлечения органических реагентов неорганическими оксидами, модифицированными полигексаметиленгуанидином
Глава 6. Закономерности сорбционного концентрирования ионов металлов сорбентами на основе неорганических оксидов и
спектроскопические характеристики поверхностных комплексов
металлов
6.1. Закономерности сорбционного концентрирования кобальтаИ и палладия сорбентами на основе неорганических оксидов, модифицированных полигексаметиленгуанидином и нитрозоИсолью, и спектроскопические характеристики поверхностных комплексов
6.2. Закономерности сорбционною концентрирования железа, и медиИ сорбентами с функциональными группами 1Мгетероциклических аминов и спектроскопические характеристики поверхностных комплексов
6.2.1. Сорбционное концентрирование железаП,Ш и спектроскопические характеристики поверхностных комплексов
6.2.2 Сорбционное концентрирование медиИ и спектроскопические характеристики поверхностных комплексов
6.3. Закономерности сорбционного концентрирования железаН,Ш и
меди сорбентами с функциональными группами тайрона
6.3.1. Закономерности сорбционного концентрирования железаН,Ш сорбентами с функциональными группами тайрона
6.3.2. Закономерности сорбционного концентрирования медиИ сорбентами с функциональными группами тайрона
6.4. Закономерности сорбционного концентрирования I
сорбентами с функциональными группами хромотроновой кислоты
6.5. Закономерности сорбционного концентрирования II, II, II, II, i, II, II, I, III, VI сорбентами с функциональными группами 8оксихинолина, хромотроповой кислоты и 2меркаптобензимидазола
6.6. Закономерности сорбционного концентрирования II, I, II, II сорбентами с функциональными группами 8оксихинолина и 2меркаптобензимидазола
Глава 7. Сорбционноспектроскопическое определение элементов с использованием неорганических оксидов, модифицированных полигексаметиленгуанидином и органическими реагентами
7.1. Сорбционнофотометрическое определение палладияИ и кобальтаН с использованием сорбента с функциональными группами нитрозоКсоли
7.2. Сорбционнофотометрическое определение железаИ с
использованием сорбента с функциональными группами 4,7дифенил1,фенантролиндисульфокислоты
7.3. Сорбционнофотометрическое определение железаН и
железаП с использованием сорбента с функциональными руппами тайрона
7.4. Сорбционнофотометрическое определение железаШ с
использованием кремнезема, модифицированного
полигсксаметиленгуанидином и хромотроповой кислотой
7.5. Сорбционнофогомезрическое определение меди1 с использованием сорбента с функциональными группами 2,9диметил
4,7дифенил1,фенантролиндисульфокислоты
7.6. Сорбционнофотометрическое определение медиП с использованием сорбентов с функциональными группами тайрона
7.7. Влияние различных факторов на метрологические характеристики методик сорбционнофотометрического определения металлов с использованием сорбентов, модифицированных
полигексаметиленгуанидином и органическими реагентами
7.8. Тестметоды определения элементов с использованием неорганических оксидов, модифицированных
полигексаметиленгуанидином и органическими реагентами
7.9. Сорбционноатомноэмиссионное с индуктивно связанной плазмой определение 7пН, СИ, СиН, СоП, 1, МпН, РЬП, РеШ, А1Ш в природных и техногенных водах с использованием сорбентов с функциональными группами 8оксихинолина
7 Сорбционноатомноэмиссионнос с индуктивно связанной плазмой определение 7п, Сс1И, СиП, СоН, 1, МпН, РЬН, РеШ, А1Ш, СгУ1 в природных и техногенных водах с использованием сорбентов с функциональными группами хромотроповой кислоты и 2меркаптобензимидазола
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Другим критерием выбора неорганических оксидов в качестве матриц для синтеза сорбентов является высокая химическая активность их поверхности за счет наличия огромного количества поверхностных гидроксильных групп, посредством которых осуществляется закрепление органических реагентов. Следует рассмотреть структуру поверхности оксидов кремния, титана, циркония и алюминия. Химия поверхности кремнезема. На поверхности кремнезема имеются силанольные и силоксановые группы в зависимости от степени гидроксилирования поверхности их соотношение может сильно изменяться. В предельно гидроксилированном кремнеземе на поверхности имеется 4,,9 1группнм2 или около 8 мкмольм2 1. Основное значение для дальнейшего модифицирования кремнезема имеют, конечно, реакционноспособные силанольные группы на его поверхности, а не содержащиеся глубоко в структуре. Силанольные группы значительно более активны и легче вступают в химические реакции, чем силоксановые группы, так как протон силанольной группы имеет слабокислый характер и способен вступать в реакции обмена 2. Кремнезем, в отличие от других неорганических оксидов, имеет точку нулевого заряда ТПЗ при 2, которая отстоит на единиц от значения, соответствующего начальной ионизации поверхностных силанольных групп. Для других оксидов эта разность составляет в лучшем случае три единицы . ОН, преобладающие в тонкопористых кремнеземах соседние, близко расположенные ОНгруппы, связанные между собой водородной связью д. О ОН О
Полностью дегидроксилированная поверхность кремнезема гидрофобна. При температурах порядка С свободных силанольных групп на поверхности кремнезема не остается. Превращение силанольных групп в силоксановые и обратно процесс полностью обратимый, но в зависимости от температуры прокаливания кремнезема может занимать более или менее длительное время. При длительном кипячении в воде гидрофобные образцы кремнезема, прокаленные при С в течение ч, снова становятся гидрофильными и имеют поверхностную концентрацию ОНгрупп 4,5 1группнм2 1. Химия поверхности оксида алюминия. Среди минеральных носителей оксид алюминия занимает второе место после кремнезема. Более редкое его применение связано с меньшей, чем у кремнезема вариабельностью размеров пор и величин удельной поверхности, а также с наличием на поверхности оксида алюминия активных центров, обуславливающих различные неконтролируемые превращения органических модификаторов. Наибольшее применение для синтеза сорбентов получил уоксид алюминия, имеющий развитую поверхность, обычно мг. Ионы ОН на поверхности оксида алюминия ведут себя как бреидстедовекие кислотные центры. Здесь 1 льюисовский кислотный центр 2,4 основные центры 3 брендстедовский центр. Льюисовский кислотный центр представляет собой не полностью координированный атом алюминия, образующийся при дегидратации, а слабый брендстедовский центр центр типа Лыоиса, адсорбировавший воду основной центр рассматривается как отрицательно заряженный атом кислорода. Химия поверхности оксидов титана и циркония. Диоксиды титана и циркония отличаются высокой химической и гидролитической устойчивостью, а также механической прочностью, что представляет интерес для их применения в качестве адсорбентов. При нормальных условиях поверхность оксидов титана и циркония покрыта гидроксильными группами и содержит значительное количество адсорбированной воды. Для поверхности диоксида титана и диоксида циркония существует два типа гидроксильных групп терминальные ОНгруппы 1, 3 и мостиковые ОНгруппы 2, 4, т. Т Л П Ъх Ъх Ъх
Типы гидроксильных групп ТЮ2 и Ъх Содержание ОНгрупп на поверхности оксидов титана и циркония
составляет порядка 8 фупп нм для оксида титана и групп нм для оксида циркония 3. По своим кислотноосновным свойствам поверхность диоксида титана является амфотерной. Терминальные ОЫгруппы обладают основными свойствами и способны к катионному обмену, тогда как мостиковые гидроксильные группы обладают кислотными свойствами. Поверхность диоксида циркония имеет, в целом, основной характер, рКа для групп 2г0Н x2Ы составляет И и соответственно 3. Различие наблюдается и в устойчивости гидроксильного покрова к восстановлению. Гидроксильный покров оксидов титана и циркония полностью восстанавливается при обработке дегидроксилированных С поверхностей парами воды.