RU2495830C1 - Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions - Google Patents
Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495830C1 RU2495830C1 RU2012117931/05A RU2012117931A RU2495830C1 RU 2495830 C1 RU2495830 C1 RU 2495830C1 RU 2012117931/05 A RU2012117931/05 A RU 2012117931/05A RU 2012117931 A RU2012117931 A RU 2012117931A RU 2495830 C1 RU2495830 C1 RU 2495830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sorbents
- aqueous solutions
- extraction
- caprolactam
- Prior art date
Links
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 26
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 17
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 46
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 claims abstract 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 9
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 9
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 5
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 5
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 5
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 2
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 6-aminohexanoic acid Chemical compound NCCCCCC(O)=O SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Zn (II) ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229960002684 aminocaproic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000003950 cyclic amides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к способам извлечения ионов тяжелых металлов сорбцией на природных целлюлозосодержащих сорбентах, из растворов различного состава, образующихся в результате проведения разнообразных технологических процессов, и может быть использовано для совершенствования мембранных и сорбционных технологий, в водоподготовке, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод различной природы.The invention relates to methods for the extraction of heavy metal ions by sorption on natural cellulose-containing sorbents, from solutions of various compositions resulting from a variety of technological processes, and can be used to improve membrane and sorption technologies, in water treatment, in the development of technologies for the disposal of heavy metal ions from water solutions and wastewater of various nature.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Известен способ очистки сточных вод промышленных предприятий от тяжелых металлов, в частности от ионов меди, путем сорбции на древесных опилках, обработанных 4-метил-8-оксо-5-азадекадиен-3,9-OH-2 при массовом соотношении опилки - реагент 1:0,05÷0,1 [А.с. 1819669 СССР, МКИ5 В 01020/22. Способ получения сорбента для очистки сточных вод меди // Тимофеева С.С., Кухарев Б.Ф., Станкевич В.К., Клименко Г.Р. - №4911863/05; Заявл. 15.05.91.; Опубл. 7.06.93, Бюл. №21.].There is a method of wastewater treatment of industrial enterprises from heavy metals, in particular from copper ions, by sorption on sawdust treated with 4-methyl-8-oxo-5-azadecadiene-3,9-OH-2 with a sawdust-reagent mass ratio of 1 : 0.05 ÷ 0.1 [A.S. 1819669 USSR, MKI 5 V 01020/22. A method of producing a sorbent for wastewater treatment of copper // Timofeeva S.S., Kukharev B.F., Stankevich V.K., Klimenko G.R. - No. 4911863/05; Claim 05/15/91; Publ. June 7, 93, Bull. No. 21.].
Однако такой способ модифицирования опилок является неэкономичным, так как подразумевает применение дорогостоящего реагента в количестве 5-10% от массы сорбента, а также приводит к загрязнению окружающей среды.However, this method of modifying sawdust is uneconomical, since it implies the use of an expensive reagent in an amount of 5-10% by weight of the sorbent, and also leads to environmental pollution.
Известен способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, представляющими собой вторичные продукты переработки масличного сырья - шроты или жмыхи, предварительно обработанные в водном растворе, содержащем натриевую соль монохлоруксусной кислоты в количестве 1-10% от массы сорбента и соду или щелочь для создания pH 8-12, при модуле раствор / сорбент 5-50 в течение 30-60 мин на кипящей водяной бане, после чего добавляют разбавленный раствор сильной минеральной кислоты (HCl или H2SO4) до pH 4-7, а контактирование модифицированного сорбента осуществляют в течение 0,5-1,5 ч [Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Родионова М.В. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Патент РФ №2329098. Опубл. в БИ №20 от 20.07.2008 г.].There is a method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified polymer sorbents with a solution / sorbent module of 50-200, which are secondary products of the processing of oilseeds - meal or meal, pre-treated in an aqueous solution containing sodium salt of monochloracetic acid in an amount of 1-10% by weight of the sorbent and soda or alkali to create a pH of 8-12, with a solution / sorbent module of 5-50 for 30-60 minutes in a boiling water bath, last why add a dilute solution of a strong mineral acid (HCl or H 2 SO 4 ) to a pH of 4-7, and the contacting of the modified sorbent is carried out for 0.5-1.5 hours [T. Nikiforova, VA Kozlov, Rodionova M.V. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent No. 2329098. Publ. in BI No. 20 of July 20, 2008].
Однако такой способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов предполагает длительное время сорбции (0,5-1,5 ч).However, this method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions involves a long sorption time (0.5-1.5 hours).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, в котором модифицирование сорбентов осуществляют путем их взаимодействия с окислителем при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц и температуре 25-70°C в течение 5-15 мин с последующей промывкой водой и обработкой бисульфитом натрия, при этом контактирование модифицированного сорбента проводят в течение 1-20 мин. Взаимодействие сорбентов с окислителем осуществляют в растворе с концентрацией 0,1-0,3 М при pH 2,5-4,5, а обработку бисульфитом натрия осуществляют в растворе с концентрацией 0,5-5% при pH 2-4,5 в течение 0,5-1 ч при комнатной температуре. В качестве окислителя используют метаперйодат натрия, йодную кислоту или гипохлорит натрия, а в качестве полимерных сорбентов используют хлопковую или древесную целлюлозу, короткое льняное волокно или древесные опилки [Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Титаренко Н.А., Зимин Д.М. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Патент РФ №2438995. Опубл. в БИ №1 от 10.01.2012 г.].The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified polymer sorbents based on cellulose with a solution / sorbent module of 50-200, in which the modification of sorbents carried out by interacting with an oxidizing agent under microwave irradiation with a power of 300 W with a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 25-70 ° C for 5-15 minutes, followed by washing with water and processing th sodium bisulfite, while the contacting of the modified sorbent is carried out for 1-20 minutes The interaction of sorbents with an oxidizing agent is carried out in a solution with a concentration of 0.1-0.3 M at a pH of 2.5-4.5, and treatment with sodium bisulfite is carried out in a solution with a concentration of 0.5-5% at a pH of 2-4.5 V for 0.5-1 hours at room temperature. Sodium metaperiodate, iodic acid or sodium hypochlorite are used as an oxidizing agent, and cotton or wood pulp, short flax fiber or wood sawdust are used as polymeric sorbents [Nikiforova TE, Kozlov VA, Titarenko NA, Zimin D.M. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent No. 2438995. Publ. in BI No. 1 dated January 10, 2012].
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов (с pH<5);- insufficiently high degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions (with pH <5);
- полимерный сорбент неустойчив при хранении на открытом воздухе (сохраняет свои свойства не более 3-х месяцев).- polymer sorbent is unstable when stored in the open air (retains its properties for no more than 3 months).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является создание способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, позволяющего:The objective of the invention is to provide a method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, allowing:
- повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов (с pH<5) при сохранении высокой степени извлечения ионов тяжелых металлов из нейтральных водных растворов;- increase the degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions (with pH <5) while maintaining a high degree of extraction of heavy metal ions from neutral aqueous solutions;
- повысить устойчивость сорбента при хранении на открытом воздухе, то есть увеличить время, в течение которого сорбент сохраняет свои свойства.- increase the stability of the sorbent during storage in the open air, that is, increase the time during which the sorbent retains its properties.
Поставленная задача решена путем создания способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре в течение 1-20 мин с полимерными сорбентами на основе целлюлозы, модифицированными при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, в котором модифицирование сорбентов осуществляют путем их предварительного погружения в водный раствор капролактама или кубового остатка дистилляции капролактама с концентрацией 2-20 г/л при модуле 15-50 с последующим отжимом и микроволновым облучением в течение 1-5 мин при температуре 150-200°C, а контактирование модифицированных сорбентов с водными растворами проводят при pH раствора 3-7.The problem is solved by creating a method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature for 1-20 minutes with polymer sorbents based on cellulose, modified by microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz with a solution / sorbent module equal to 50-200, in which the modification of the sorbents is carried out by preliminary immersion in an aqueous solution of caprolactam or distillation residue of caprolactam with a concentration of 2-20 g / l with a module of 15-50 followed by a dehydration and microwave irradiation for 1-5 minutes at a temperature of 150-200 ° C, and contacting the modified sorbents with aqueous solutions is carried out at pH 3-7 solution.
Погружение сорбентов в водный раствор капролактама или кубового остатка дистилляции капролактама проводят в течение 30-60 с для их пропитки раствором и нанесения на них капролактама или олигомеров капролактама.Sorbents are immersed in an aqueous solution of caprolactam or still bottoms distillation of caprolactam is carried out for 30-60 seconds to impregnate them with a solution and applying caprolactam or caprolactam oligomers to them.
В качестве полимерных сорбентов использовали:As the polymer sorbents used:
- короткое льняное волокно, представляющее собой вторичный продукт переработки льняной промышленности следующего состава, %: целлюлоза (75…78), гемицеллюлоза (9,4…11,9), лигнин (3,8), пектиновые вещества (2,9…3,2), воскообразные вещества (2,7), азотсодержащие вещества в расчете на белки (1,9…2,1), минеральные вещества (1,3…2,8) [Кричевский Г.Е., Корчагин М.В., Сенахов А.В. Химическая технология текстильных материалов. М., 1985. 640 с.];- short flax fiber, which is a secondary product of processing the flax industry of the following composition,%: cellulose (75 ... 78), hemicellulose (9.4 ... 11.9), lignin (3.8), pectin substances (2.9 ... 3 , 2), waxy substances (2.7), nitrogen-containing substances per protein (1.9 ... 2.1), minerals (1.3 ... 2.8) [Krichevsky G.E., Korchagin M.V. ., Senakhov A.V. Chemical technology of textile materials. M., 1985. 640 p.];
- древесные опилки - отход деревообрабатывающей промышленности (состав, % от абсолютно сухой древесины: целлюлоза - 31,0-52,5; лигнин - 19,5-30,9; пентозаны - 5,3-28,3; маннан - 1,3-11,3; галактан - 0,7-14,4; уроновые кислоты - 2,9-8,6; вещества, экстрагируемые горячей водой - 1,4-22,6; вещества, экстрагируемые этиловым эфиром - 0,7-4,6; зола - 0,2-1,0) [Никитин В.М., Оболенская А.В. Щеголев В.П. Химия древесины и целлюлозы. М.: Лесная промышленность, 1978. - 368 с.];- sawdust - waste from the woodworking industry (composition,% of absolutely dry wood: cellulose - 31.0-52.5; lignin - 19.5-30.9; pentosans - 5.3-28.3; mannan - 1, 3-11.3; galactan - 0.7-14.4; uronic acids - 2.9-8.6; substances extracted with hot water - 1.4-22.6; substances extracted with ethyl ether - 0.7 -4.6; ash - 0.2-1.0) [Nikitin V.M., Obolenskaya A.V. Schegolev V.P. Chemistry of wood and cellulose. M .: Forest industry, 1978. - 368 p.];
- хлопковую целлюлозу [ГОСТ 595-79 «Целлюлоза хлопковая. Технические условия.];- cotton cellulose [GOST 595-79 "Cotton cellulose. Specifications.];
- древесную целлюлозу [ГОСТ 11208-82. Целлюлоза древесная (хвойная) сульфатная небеленая. Технические условия.].- wood pulp [GOST 11208-82. Wood pulp (coniferous) sulfate unbleached. Specifications.].
В качестве модифицирующих агентов использовали:As modifying agents used:
- капролактам: [ГОСТ 7850-86 Капролактам. Технические условия]. Капролактам - циклический амид ε-аминокапроновой кислоты. Формула: C6H11NO). Представляет собой белые кристаллы, хорошо растворимые в воде, спирте, эфире, бензоле.- caprolactam: [GOST 7850-86 Caprolactam. Specifications]. Caprolactam is a cyclic amide of ε-aminocaproic acid. Formula: C 6 H 11 NO). Represents white crystals, well soluble in water, alcohol, ether, benzene.
- кубовый остаток дистилляции капролактама - твердый отход при производстве капрона, представляющий собой смесь олигомеров и мономера капролактама. Усредненный состав, мас.%:- distillation residue of caprolactam distillation - solid waste in the production of caprone, which is a mixture of oligomers and caprolactam monomer. The average composition, wt.%:
олигомер 85-90;oligomer 85-90;
капролактам 10-15.caprolactam 10-15.
Общая формула циклических олигомеров: (C6H11NO)n, где n=1-5. При обычных условиях КОДК представляет собой воскообразное вещество плотностью 1302 кг/м3 с температурой размягчения 85-90°C, цвет охристый [Тарасова Г.И., Тарасов В.В. Кубовые остатки дистилляции капролактама. Свойства, модификация, области применения // Наука - производству. М.: НТП "Вираж-Центр". 2001. с.35.].The general formula for cyclic oligomers is: (C 6 H 11 NO) n , where n = 1-5. Under ordinary conditions, KODK is a waxy substance with a density of 1302 kg / m 3 with a softening temperature of 85-90 ° C, the color is buffy [Tarasova GI, Tarasov VV Distillation residues of caprolactam distillation. Properties, modification, applications // Science - production. M .: NTP "Virage Center". 2001. p. 35.].
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Пример 1.Example 1
10 г древесных опилок на 30 с погружают в 200 мл водного раствора капролактама (модуль 20) с концентрацией 15 г/л, отжимают и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 150°С в течение 5 мин, затем массу высушивают.10 g of wood sawdust for 30 s is immersed in 200 ml of an aqueous solution of caprolactam (module 20) with a concentration of 15 g / l, squeezed and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 150 ° C for 5 min, then the mass is dried.
Обработанный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), pH 5, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди. Через 1 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cu(II). Концентрация ионов меди в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,332 ммоль/л (степень извлечения 77,9%).The treated sorbent is poured into 0.5 l of an aqueous solution at room temperature (module 50), pH 5, containing 1.5 mmol / l of copper ions. After 1 min, the solution was filtered off and the content of Cu (II) ions was determined in the filtrate. The concentration of copper ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.332 mmol / L (the degree of extraction of 77.9%).
Пример 2.Example 2
10 г хлопковой целлюлозы на 40 с погружают в 400 мл водного раствора кубового остатка дистилляции капролактама (модуль 40) с концентрацией 10 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 200°C в течение 1 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of cotton pulp for 40 s is immersed in 400 ml of an aqueous solution of distillation residue of caprolactam distillation (module 40) with a concentration of 10 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 200 ° C for 1 min, then the mass is squeezed and dried.
Обработанный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), pH 3, содержащего 0,15 ммоль/л ионов никеля. Через 20 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Ni(II). Концентрация ионов никеля в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3615 ммоль/л (степень извлечения 75,9%). The treated sorbent is poured into 1.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 150), pH 3, containing 0.15 mmol / L of nickel ions. After 20 minutes, the solution is filtered off and the Ni (II) ion content is determined in the filtrate. The concentration of nickel ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.3615 mmol / L (the degree of extraction of 75.9%).
Пример 3.Example 3
10 г короткого льняного волокна на 45 с погружают в 150 мл водного раствора кубового остатка дистилляции капролактама (модуль 15) с концентрацией 20 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 180°C в течение 2 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of short flax fiber for 45 s is immersed in 150 ml of an aqueous solution of distillation caprolactam distillation residue (module 15) with a concentration of 20 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 180 ° C for 2 min , then the mass is squeezed and dried.
Обработанный сорбент заливают 2 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 200), pH 6, содержащего 1,5 ммоль/л ионов цинка. Через 5 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Zn(II). Концентрация ионов цинка в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3855 ммоль/л (степень извлечения 74,3%).The treated sorbent is poured into 2 L of an aqueous solution at room temperature (module 200), pH 6, containing 1.5 mmol / L of zinc ions. After 5 minutes, the solution is filtered off and the content of Zn (II) ions is determined in the filtrate. The concentration of zinc ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.3855 mmol / L (recovery rate 74.3%).
Пример 4.Example 4
10 г древесной целлюлозы на 50 с погружают в 500 мл водного раствора капролактама (модуль 50) с концентрацией 2 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 170°С в течение 3 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of wood pulp for 50 s is immersed in 500 ml of an aqueous solution of caprolactam (module 50) with a concentration of 2 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 170 ° C for 3 min, then squeeze the mass and dried.
Обработанный сорбент заливают 1 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 100), pH 7, содержащего 1,5 ммоль/л ионов кадмия. Через 10 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cd(II). Концентрация ионов кадмия в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,4035 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 73,1%).The treated sorbent is poured into 1 l of an aqueous solution at room temperature (module 100), pH 7, containing 1.5 mmol / l of cadmium ions. After 10 min, the solution was filtered off and the content of Cd (II) ions was determined in the filtrate. The concentration of cadmium ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.4035 mmol / L (the degree of extraction of Cd (II) ions was 73.1%).
Пример 5.Example 5
10 г древесных опилок на 60 с погружают в 300 мл водного раствора капролактама (модуль 30) с концентрацией 5 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 160°C в течение 4 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of sawdust for 60 s is immersed in 300 ml of an aqueous solution of caprolactam (module 30) with a concentration of 5 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 160 ° C for 4 min, then squeeze the mass and dried.
Обработанный сорбент заливают 0,75 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 75), pH 4, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди, никеля, цинка и кадмия в соотношении 1:1:1:1. Через 15 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов металлов. Концентрация ионов Cu(II), Ni(II), Zn(II) и Cd(II) в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3615; 0,3885; 0,4005 и 0,4245 ммоль/л соответственно (степень извлечения 75,9; 74,1; 73,3 и 71,7%).The treated sorbent is poured into 0.75 l of an aqueous solution at room temperature (module 75), pH 4, containing 1.5 mmol / l of copper, nickel, zinc and cadmium ions in a ratio of 1: 1: 1: 1. After 15 minutes, the solution was filtered and the content of metal ions was determined in the filtrate. The concentration of Cu (II), Ni (II), Zn (II) and Cd (II) ions in solution after contacting with the sorbent was 0.3615; 0.3885; 0.4005 and 0.4245 mmol / L, respectively (degree of extraction of 75.9; 74.1; 73.3 and 71.7%).
Для оценки эффективности способа, описанного в прототипе, были проведены опыты по извлечению ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов с pH 3-5, с такой же концентрацией ионов тяжелых металлов, как и в заявляемом способе, то есть 1,5 ммоль/л, с использованием тех же сорбентов (хлопковой целлюлозы, древесной целлюлозы, короткого льняного волокна и древесных опилок), модифицированных по прототипу.To assess the effectiveness of the method described in the prototype, experiments were conducted on the extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions with a pH of 3-5, with the same concentration of heavy metal ions as in the present method, that is, 1.5 mmol / l, using the same sorbents (cotton cellulose, wood pulp, short flax fiber and sawdust), modified according to the prototype.
Результаты опытов представлены в таблице.The results of the experiments are presented in the table.
Таким образом, из приведенных в таблице данных следует, что заявляемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно:Thus, it follows from the data in the table that the inventive method allows to solve the problem, namely:
- повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов (с pH<5) примерно на 20% при сохранении высокой степени извлечения ионов тяжелых металлов из нейтральных водных растворов;- increase the degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions (with pH <5) by about 20% while maintaining a high degree of extraction of heavy metal ions from neutral aqueous solutions;
- повысить устойчивость сорбента при хранении на открытом воздухе с трех месяцев до одного года.- increase the stability of the sorbent during storage in the open air from three months to one year.
Кроме того, заявляемый способ позволяет сократить число стадий в процессе модифицирования сорбентов.In addition, the inventive method allows to reduce the number of stages in the process of modifying sorbents.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117931/05A RU2495830C1 (en) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117931/05A RU2495830C1 (en) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2495830C1 true RU2495830C1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49357149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012117931/05A RU2495830C1 (en) | 2012-04-28 | 2012-04-28 | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2495830C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598483C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| RU2608029C1 (en) * | 2015-11-23 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions |
| RU2633913C1 (en) * | 2016-07-19 | 2017-10-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| RU2640547C1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions |
| RU2691050C1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
| RU2728998C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of heavy metal ions extraction from aqueous solutions |
| RU2815094C1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" | Method of purification of aqueous solutions from dimethylamine |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4133929A (en) * | 1976-06-24 | 1979-01-09 | Ciba-Geigy Corporation | Ionically modified cellulose materials for removal of heavy metal ions |
| RU2046103C1 (en) * | 1992-09-01 | 1995-10-20 | Таджикский государственный университет | Method of additional treatment of sewage from heavy metal ions |
| JPH1087701A (en) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Bio Material:Kk | Porous cellulose support and selective separation of metal using the support |
| US5907037A (en) * | 1996-04-26 | 1999-05-25 | Central Technology, Inc. | Cellulosic ion-exchange medium, and method of making and using the same |
| RU2329098C1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from water solutions |
| RU2351543C1 (en) * | 2007-10-24 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
| CN101912767A (en) * | 2010-08-31 | 2010-12-15 | 沈阳理工大学 | A kind of preparation method of modified furfural slag heavy metal adsorbent |
| RU2438995C1 (en) * | 2010-06-17 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
-
2012
- 2012-04-28 RU RU2012117931/05A patent/RU2495830C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4133929A (en) * | 1976-06-24 | 1979-01-09 | Ciba-Geigy Corporation | Ionically modified cellulose materials for removal of heavy metal ions |
| RU2046103C1 (en) * | 1992-09-01 | 1995-10-20 | Таджикский государственный университет | Method of additional treatment of sewage from heavy metal ions |
| US5907037A (en) * | 1996-04-26 | 1999-05-25 | Central Technology, Inc. | Cellulosic ion-exchange medium, and method of making and using the same |
| JPH1087701A (en) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Bio Material:Kk | Porous cellulose support and selective separation of metal using the support |
| RU2329098C1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from water solutions |
| RU2351543C1 (en) * | 2007-10-24 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
| RU2438995C1 (en) * | 2010-06-17 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| CN101912767A (en) * | 2010-08-31 | 2010-12-15 | 沈阳理工大学 | A kind of preparation method of modified furfural slag heavy metal adsorbent |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598483C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| RU2608029C1 (en) * | 2015-11-23 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions |
| RU2633913C1 (en) * | 2016-07-19 | 2017-10-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| RU2640547C1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions |
| RU2691050C1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
| RU2728998C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of heavy metal ions extraction from aqueous solutions |
| RU2815094C1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" | Method of purification of aqueous solutions from dimethylamine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2495830C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
| RU2640547C1 (en) | Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions | |
| CA3110558C (en) | Modified alkylsulfonic acid and uses thereof | |
| US20040244925A1 (en) | Method for producing pulp and lignin | |
| CN1494624A (en) | Method for separating hemicellulose from biomass containing hemicellulose and biomass and hemicellulose obtained by method | |
| JP2010084104A (en) | Method for separating cellulose from lignin of lignocellulose-based biomass with ion liquid | |
| RU2010150201A (en) | METHOD FOR DISSOLVING CELLULOSE AND PRODUCT FROM CELLULOSE OBTAINED FROM A SOLUTION INCLUDING DISSOLVED CELLULOSE | |
| JP2016135834A (en) | Method for producing lignin sulfonate | |
| RU2438995C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
| CN102174505A (en) | Preparation method of granular carrier immobilized bienzyme for treating papermaking white water | |
| RU2351548C1 (en) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
| RU2702568C1 (en) | Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
| RU2010138539A (en) | METHOD FOR PRODUCING HYDROGEL OF NANOCRYSTALLINE CELLULOSE | |
| CN109046264B (en) | Quaternary ammonium salt modified beet pulp biological adsorbent and preparation and application thereof | |
| RU2203995C1 (en) | Method for producing microcrystalline cellulose | |
| RU2471721C1 (en) | Method of modifying cellulose-based sorbents | |
| CN105498716B (en) | A kind of waste paper fibre base solid adsorption material and its preparation method and application | |
| US2539093A (en) | Nitric acid digestion of straw | |
| CN107262050A (en) | A kind of beet pulp biological adsorption agent and its preparation method and application | |
| RU2712907C1 (en) | Method of modifying cellulose-containing sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
| CN103910766A (en) | Preparation method for poplar acetic acid lignin through separation and purification | |
| RU2792209C1 (en) | Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
| RU2829771C1 (en) | Method of modifying sorbents based on cellulose for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
| RU2791803C1 (en) | Method of modifying sorbents based on cellulose | |
| RU2813588C1 (en) | Method of modifying sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150429 |