RU2438995C1 - 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
- RU2438995C1 RU2438995C1 RU2010124986/05A RU2010124986A RU2438995C1 RU 2438995 C1 RU2438995 C1 RU 2438995C1 RU 2010124986/05 A RU2010124986/05 A RU 2010124986/05A RU 2010124986 A RU2010124986 A RU 2010124986A RU 2438995 C1 RU2438995 C1 RU 2438995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sorbents
- sorbent
- ions
- concentration
- Prior art date
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims abstract description 5
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004289 sodium hydrogen sulphite Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 10
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 4
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-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
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 2
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 2
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 2
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid 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
- 235000019421 lipase 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
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- MJYQFWSXKFLTAY-OVEQLNGDSA-N (2r,3r)-2,3-bis[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl]butane-1,4-diol;(2r,3r,4s,5s,6r)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O.C1=C(O)C(OC)=CC(C[C@@H](CO)[C@H](CO)CC=2C=C(OC)C(O)=CC=2)=C1 MJYQFWSXKFLTAY-OVEQLNGDSA-N 0.000 description 1
- ATACSYDDCNWCLV-UHFFFAOYSA-N 2-chloroacetic acid;sodium Chemical compound [Na].OC(=O)CCl ATACSYDDCNWCLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- 241000872931 Myoporum sandwicense Species 0.000 description 1
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 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
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 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
- 239000004465 oilseed meal Substances 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 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
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 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)
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-ОН-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]. 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.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]. 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 с полимерными сорбентами, содержащими целлюлозную компоненту и аминокислотные остатки при модуле раствор/сорбент, равном 50-200. В качестве сорбента используют шроты или жмыхи, предварительно обработанные в водных растворах ферментов при модуле раствор/сорбент 5-50 и концентрации ферментов 1-10% от массы сорбента в течение 1-3 ч при температуре 25-40°С, а контактирование обработанного сорбента осуществляют в течение 5-20 мин при комнатной температуре. В результате применения таких сорбентов степень извлечения ионов Cu(II), Zn(II) и Cd(II) для различных индивидуальных и смешанных образцов шротов и жмыхов составляла от 78,3 до 99,9% [Никифорова Т.Е., Багровская Н.А., Лилин С.А., Козлов В.А. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Патент РФ №2258560. Опубл. в БИ №23 от 20.08.2005 г.].A known method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them with polymer sorbents containing a cellulosic component and amino acid residues with a solution / sorbent module of 50-200. As a sorbent use meal or cake, pre-treated in aqueous enzyme solutions with a solution / sorbent module of 5-50 and an enzyme concentration of 1-10% by weight of the sorbent for 1-3 hours at a temperature of 25-40 ° C, and contacting the treated sorbent carried out for 5-20 minutes at room temperature. As a result of the use of such sorbents, the degree of extraction of Cu (II), Zn (II), and Cd (II) ions for various individual and mixed samples of meal and cake was from 78.3 to 99.9% [T. Nikiforova, Bagrovskaya N .A., Lilin S.A., Kozlov V.A. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent №2258560. Publ. in BI No. 23 of 08/20/2005].
Однако этот способ предполагает использование для предварительной обработки сорбентов дорогостоящих и дефицитных реагентов - ферментов и ферментных препаратов (100 мг липазы, полученной из Pseudomonada Cepacia, стоят 61,21 евро [Sigma. 2002-2003]); если липаза выпускается отечественной промышленностью, то ферментный препарат B1 mix представляет собой опытный образец, разработанный путем генной инженерии на кафедре энзимологии МГУ.However, this method involves the use of expensive and scarce reagents — enzymes and enzyme preparations — for pre-treatment of sorbents (100 mg of lipase obtained from Pseudomonada Cepacia costs 61.21 euros [Sigma. 2002-2003]); if lipase is produced by domestic industry, the enzyme preparation B 1 mix is a prototype developed by genetic engineering at the Department of Enzymology of Moscow State University.
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, при модуле раствор/сорбент, равном 50-200. При этом в качестве полимерного сорбента используют 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 рН 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 (НСl или Н2SO4) до рН 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.].The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method for extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified polymer sorbents, with a solution / sorbent module equal to 50-200. In this case, the secondary products of the processing of oilseeds - oilseed meal or meal, pretreated 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, are used as a polymer sorbent with a module solution / sorbent 5-50 for 30-60 minutes in a boiling water bath, after which a dilute solution of a strong mineral acid (Hcl or H 2 SO 4 ) is added to a pH of 4-7, and the contacting of the modified sorbent is carried out for 0.5- 1.5 hours [Nikiforova T.E., Kozlov V.A., 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].
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов из более концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л);- insufficiently high degree of extraction of heavy metal ions from more concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l);
- длительное время сорбции (0,5-1,5 ч).- long sorption time (0.5-1.5 hours).
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 более концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л);- increase the degree of extraction of heavy metal ions from more concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l);
- сократить время сорбции.- reduce sorption time.
Поставленная задача решена путем создания способа 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°С в течение 5-15 мин с последующей промывкой водой и обработкой бисульфитом натрия, при этом контактирование модифицированного сорбента проводят в течение 1-20 мин.The problem is solved by creating a method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified cellulose-based polymer sorbents with a solution / sorbent module of 50-200, in which the sorbents are modified by their interaction with an oxidizing agent under microwave irradiation 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 treatment with sodium bisulfite, while modifying contact -skilled sorbent is carried out for 1-20 min.
Взаимодействие сорбентов с окислителем осуществляют в растворе с концентрацией 0,1-0,3 М при рН 2,5-4,5, а обработку бисульфитом натрия осуществляют в растворе с концентрацией 0,5-5% при рН 2-4,5 в течение 0,5-1 ч при комнатной температуреThe 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
При этом 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.At the same time, sodium metaperiodate, iodic acid or sodium hypochlorite are used as an oxidizing agent, and cotton or wood pulp, short flax fiber or sawdust are used as polymer sorbents.
В качестве реагентов использовали:As reagents used:
- йодная кислота - НIO4 [ТУ 6-09-02-87-74];- iodic acid - HIO 4 [TU 6-09-02-87-74];
- метаперйодат натрия - NaIO4 [ТУ 6-09-02-54-74];- sodium metaperiodate - NaIO 4 [TU 6-09-02-54-74];
- гипохлорит натрия - NaOCl [ГОСТ 11086-76. Гипохлорит натрия. Технические условия.];- sodium hypochlorite - NaOCl [GOST 11086-76. Sodium hypochlorite. Specifications.];
- бисульфит натрия - NaHSO3 [ГОСТ 902-76. Натрия бисульфит технический (водный раствор). Технические условия.];- sodium bisulfite - NaHSO 3 [GOST 902-76. Technical sodium bisulfite (aqueous solution). Specifications.];
В качестве сорбентов использовали:As 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 S.];
- хлопковая целлюлоза [ГОСТ 595-79 «Целлюлоза хлопковая. Технические условия.];- cotton cellulose [GOST 595-79 "Cotton cellulose. Specifications.];
- древесная целлюлоза [ГОСТ 11208-82. Целлюлоза древесная (хвойная) сульфатная небеленая. Технические условия.].- wood pulp [GOST 11208-82. Wood pulp (coniferous) sulfate unbleached. Specifications.].
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Пример 1.Example 1
10 г древесных опилок заливают 200 мл 0,ЗМ водного раствора йодной кислоты (модуль 20) при рН 3,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 70°С в течение 10 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 400 мл 0,5%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 40) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of wood sawdust is poured into 200 ml of 0, 3M aqueous solution of iodic acid (module 20) at pH 3.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 70 ° C for 10 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 400 ml of a 0.5% sodium bisulfite solution (module 40) at pH 4.5 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and dried.
Обработанный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди. Через 15 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cu(II). Концентрация ионов меди в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,284 ммоль/л (степень извлечения 75,8%).The treated sorbent is poured into 0.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 50) containing 1.5 mmol / L of copper ions. After 15 minutes, the solution is filtered off and the content of Cu (II) ions is determined in the filtrate. The concentration of copper ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.284 mmol / L (the degree of extraction of 75.8%).
Пример 2.Example 2
10 г хлопковой целлюлозы заливают 400 мл 0,2М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 40) при рН 2,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 25°С в течение 7 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 150 мл 3,5%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 15) при рН 2 и комнатной температуре в течение 1 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of cotton pulp is poured into 400 ml of a 0.2 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 40) at pH 2.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 25 ° C for 7 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and is treated with 150 ml of a 3.5% sodium bisulfite solution (module 15) at pH 2 and room temperature for 1 h, after which it is again washed with distilled water to remove excess bisulfite and dried.
Обработанный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), содержащего 0,15 ммоль/л ионов никеля. Через 1 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Ni(II). Концентрация ионов никеля в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3705 ммоль/л (степень извлечения 75,3%).The treated sorbent is poured into 1.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 150) containing 0.15 mmol / L of nickel ions. After 1 min, the solution was filtered off and the Ni (II) ion content was determined in the filtrate. The concentration of nickel ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.3705 mmol / L (the degree of extraction of 75.3%).
Пример 3.Example 3
10 г короткого льняного волокна заливают 150 мл 0,1М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 15) при рН 4,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 50°С в течение 15 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 500 мл 2,0%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 50) при рН 4 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of short flaxseed fiber is poured into 150 ml of a 0.1 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 15) at pH 4.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 50 ° C for 15 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 500 ml of a 2.0% sodium bisulfite solution (module 50) at pH 4 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and are dried.
Обработанный сорбент заливают 2 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 200), содержащего 1,5 ммоль/л ионов цинка. Через 10 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Zn(II). Концентрация ионов цинка в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3915 ммоль/л (степень извлечения 73,9%).The treated sorbent is poured into 2 L of an aqueous solution at room temperature (module 200) containing 1.5 mmol / L of zinc ions. After 10 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 0.3915 mmol / L (recovery rate 73.9%).
Пример 4.Example 4
10 г древесной целлюлозы заливают 500 мл 0,25М водного раствора гипохлорита натрия (модуль 50) при рН 3,0 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 30°С в течение 5 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 300 мл 5,0%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 30) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of wood pulp is poured into 500 ml of a 0.25 M aqueous solution of sodium hypochlorite (module 50) at pH 3.0 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 30 ° C for 5 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 300 ml of a 5.0% sodium bisulfite solution (module 30) at pH 4.5 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and dried.
Обработанный сорбент заливают 1 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 100), содержащего 1,5 ммоль/л ионов кадмия. Через 20 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cd(II). Концентрация ионов кадмия в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,408 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 72,8%).The treated sorbent is poured into 1 l of an aqueous solution at room temperature (module 100) containing 1.5 mmol / l of cadmium ions. After 20 minutes the solution is filtered off and the content of Cd (II) ions is determined in the filtrate. The concentration of cadmium ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.408 mmol / L (the degree of extraction of Cd (II) ions was 72.8%).
Пример 5.Example 5
10 г древесных опилок заливают 200 мл 0,3 М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 20) при рН 3,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 50°С в течение 10 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 400 мл 0,5%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 40) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of wood sawdust is poured into 200 ml of a 0.3 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 20) at pH 3.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 50 ° C for 10 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 400 ml of a 0.5% sodium bisulfite solution (module 40) at pH 4.5 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and dried.
Обработанный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди, никеля, цинка и кадмия в соотношении 1:1:1:1. Через 20 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 0,091; 0,099;The treated sorbent is poured into 0.5 l of an aqueous solution at room temperature (module 50) containing 1.5 mmol / l of copper, nickel, zinc and cadmium ions in a ratio of 1: 1: 1: 1. After 20 minutes the solution is filtered off and the content of metal ions is determined in the filtrate. The concentration of Cu (II), Ni (II), Zn (II) and Cd (II) ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.091; 0.099;
0,102 и 0,107 ммоль/л соответственно (степень извлечения 75,7; 73,6; 72,8 и 71,5%).0.102 and 0.107 mmol / L, respectively (degree of extraction of 75.7; 73.6; 72.8 and 71.5%).
Для оценки эффективности способа, описанного в прототипе, были проведены опыты по извлечению ионов тяжелых металлов из растворов, в которых концентрация ионов тяжелых металлов составляет 1,5 ммоль/л, с использованием шротов и жмыхов, обработанных натриевой солью монохлоруксусной кислоты.To assess the effectiveness of the method described in the prototype, experiments were conducted on the extraction of heavy metal ions from solutions in which the concentration of heavy metal ions is 1.5 mmol / L, using meal and cake treated with sodium monochloracetic acid.
Результаты опытов представлены в таблице.The results of the experiments are presented in the table.
Таким образом, из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно: повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из более концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л) на 13-15% и сократить время сорбции (с 0,5-1,5 ч до 1-20 мин).Thus, from the data given in the table it follows that the proposed method allows to solve the problem, namely: to increase the degree of extraction of heavy metal ions from more concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l) by 13-15% and reduce sorption time (from 0.5-1.5 hours to 1-20 minutes).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124986/05A RU2438995C1 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124986/05A RU2438995C1 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2438995C1 true RU2438995C1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45783968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010124986/05A RU2438995C1 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438995C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102934581A (en) * | 2012-11-22 | 2013-02-20 | 中国科学院亚热带农业生态研究所 | Planting method of flax in heavy-metal contaminated soil |
| RU2495830C1 (en) * | 2012-04-28 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Citations (4)
| 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 |
| 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 |
-
2010
- 2010-06-17 RU RU2010124986/05A patent/RU2438995C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| 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 |
| 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 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2495830C1 (en) * | 2012-04-28 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions |
| CN102934581A (en) * | 2012-11-22 | 2013-02-20 | 中国科学院亚热带农业生态研究所 | Planting method of flax in heavy-metal contaminated soil |
| CN102934581B (en) * | 2012-11-22 | 2013-09-04 | 中国科学院亚热带农业生态研究所 | Planting method of flax in heavy-metal contaminated soil |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2640547C1 (en) | Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions | |
| RU2438995C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
| US7585387B2 (en) | Chemical oxidation for cellulose separation with a hypochlorite and peroxide mixture | |
| CZ309860B6 (en) | Aqueous composition of acid | |
| RU2010150201A (en) | METHOD FOR DISSOLVING CELLULOSE AND PRODUCT FROM CELLULOSE OBTAINED FROM A SOLUTION INCLUDING DISSOLVED CELLULOSE | |
| JP2010084104A (en) | Method for separating cellulose from lignin of lignocellulose-based biomass with ion liquid | |
| RU2495830C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
| CN104830928A (en) | Pretreatment method of lignocellulose by using microwave-assisted alkaline sodium sulfite | |
| RU2702568C1 (en) | Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
| JP5720131B2 (en) | Method for producing lignin and composition thereof | |
| JP4947223B1 (en) | Enzymatic saccharification method for lignocellulose-containing biomass | |
| RU2471721C1 (en) | Method of modifying cellulose-based sorbents | |
| RU2351548C1 (en) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
| CN104226264A (en) | Bitter gourd vine adsorption material and preparation method thereof | |
| RU2712907C1 (en) | Method of modifying cellulose-containing sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
| Marković-Nikolić et al. | Synthesis and physicochemical characterization of anion exchanger based on green modified bottle gourd shell | |
| RU2791803C1 (en) | Method of modifying sorbents based on cellulose | |
| RU2816088C1 (en) | Method of modifying sorbents based on cellulose for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
| CN102617755A (en) | Simple and easy process for preparing chitosan by utilizing shrimp shells or processed residues of shrimp shells | |
| RU2728150C1 (en) | Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
| JPS5886095A (en) | Pretreatment for enzymatic hydrolysis of cellulosic material | |
| RU2598483C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
| RU2302376C1 (en) | Method of purification of the water solutions by sorption from the ions of the heavy metals | |
| RU2768623C1 (en) | Method for modifying sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
| RU2829771C1 (en) | Method of modifying sorbents based on cellulose 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: 20130618 |