RU2728998C1 - Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов - Google Patents
Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728998C1 RU2728998C1 RU2019140647A RU2019140647A RU2728998C1 RU 2728998 C1 RU2728998 C1 RU 2728998C1 RU 2019140647 A RU2019140647 A RU 2019140647A RU 2019140647 A RU2019140647 A RU 2019140647A RU 2728998 C1 RU2728998 C1 RU 2728998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- heavy metal
- metal ions
- temperature
- sorbents
- Prior art date
Links
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 16
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 5
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 17
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 12
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 abstract description 4
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 abstract description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 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
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 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
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 4
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000008892 Helianthus tuberosus Species 0.000 description 3
- 235000003230 Helianthus tuberosus Nutrition 0.000 description 3
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 3
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 3
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 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
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 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
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 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
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 2
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 2
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 244000019459 Cynara cardunculus Species 0.000 description 1
- 235000019106 Cynara scolymus Nutrition 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001202 Inulin Polymers 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 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
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000016520 artichoke thistle Nutrition 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- KODVEKZCSDEPTL-UHFFFAOYSA-N butane-1,2,4-triamine Chemical compound NCCC(N)CN KODVEKZCSDEPTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- JYJIGFIDKWBXDU-MNNPPOADSA-N inulin Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)OC[C@]1(OC[C@]2(OC[C@]3(OC[C@]4(OC[C@]5(OC[C@]6(OC[C@]7(OC[C@]8(OC[C@]9(OC[C@]%10(OC[C@]%11(OC[C@]%12(OC[C@]%13(OC[C@]%14(OC[C@]%15(OC[C@]%16(OC[C@]%17(OC[C@]%18(OC[C@]%19(OC[C@]%20(OC[C@]%21(OC[C@]%22(OC[C@]%23(OC[C@]%24(OC[C@]%25(OC[C@]%26(OC[C@]%27(OC[C@]%28(OC[C@]%29(OC[C@]%30(OC[C@]%31(OC[C@]%32(OC[C@]%33(OC[C@]%34(OC[C@]%35(OC[C@]%36(O[C@@H]%37[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O%37)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%36)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%35)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%34)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%33)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%32)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%31)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%30)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%29)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%28)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%27)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%26)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%25)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%24)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%23)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%22)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%21)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%20)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%19)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%18)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%17)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%16)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%15)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%14)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%13)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%12)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%11)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%10)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O9)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O8)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O7)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O6)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O5)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O4)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O3)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 JYJIGFIDKWBXDU-MNNPPOADSA-N 0.000 description 1
- 229940029339 inulin Drugs 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
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. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов осуществляют путем контактирования их при комнатной температуре при рН раствора 3-7 в течение 1-20 мин с полимерными сорбентами на основе целлюлозы, модифицированными при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц, при этом модифицирование сорбентов осуществляют путем их предварительной обработки в спиртовом растворе эпихлоргидрина с концентрацией 25-75 г/л при температуре 55-65°С в течение 30-60 мин и модуле раствор/сорбент 10-20 с последующим отжимом, промывки дистиллированной водой и обработки в водном растворе диэтилентриамина, или полиэтиленполиамина, или полигексаметиленгуанидина гидрохлорида с концентрацией 50-100 г/л при микроволновом облучении в течение 10-30 мин при температуре 30-80°С и модуле раствор/сорбент 10-20, промывки дистиллированной водой и высушивания до постоянного веса. Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения ионов тяжелых металлов и снижение температуры обработки сорбентов. 1 табл., 5 пр.
Description
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.
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 B01J 20/22, B01J 20/30. Способ получения сорбента для очистки сточных вод меди / Тимофеева С.С., Кухарев Б.Ф., Станкевич В.К., Клименко Г.Р. - № 4911863/05; Заявл. 15.02.91.; 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.
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% [Пат. №2258560 РФ, МПК B01J 20/24. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов / Никифорова Т.Е., Багровская Н.А., Лилин С.А., Козлов В.А. заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ГОУВПО "ИГХТУ") (RU), Институт химии растворов Российской академии наук (ИХР РАН) (RU). - № 2004102130/15; заявл. 26.01.2004; опубл. 20.08.2005, Бюл. №23. - 6 с.].
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 В1 mix представляет собой опытный образец, разработанный путем генной инженерии на кафедре энзимологии МГУ.
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 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. При этом 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 [Пат. №2495830 РФ, МПК C02F 1/62, (2006.01), C02F 1/28 (2006.01), B01J 20/24 (2006.01), B01J 20/32 (2006.01). Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов / Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Ефимов Н.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (RU). - №2012117931/05; заявл. 28.04.2012; опубл. 20.10.2013, Бюл. №29. – 6 с.].
Недостатками прототипа являются:
- недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов;
- высокая температура обработки сорбентов (150-200°C).
Техническим результатом изобретения является:
- повышение степени извлечения ионов тяжелых металлов;
- снижение температуры обработки сорбентов.
Указанный результат достигается тем, что в способе извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре при pH раствора 3-7 в течение 1-20 мин с полимерными сорбентами на основе целлюлозы, модифицированными при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц, согласно изобретению, модифицирование сорбентов осуществляют путем их предварительной обработки в спиртовом растворе эпихлоргидрина с концентрацией 25-75 г/л при температуре 55-65оС в течение 30-60 мин и модуле раствор/сорбент 10-20 с последующим отжимом, промывкой дистиллированной водой и обрабаткой в водном растворе диэтилентриамина (полиэтиленполиамина, полигексаметиленгуанидина) с концентрацией 50-100 г/л при микроволновом облучением в течение 10-30 мин при температуре 30-80°C и модуле раствор/сорбент 10-20, промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.
Для осуществления заявляемого способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов используют следующие реагенты:
- Эпихлоргидрин. ГОСТ 12844-74 Эпихлоргидрин технический. Технические условия;
- Диэтилентриамин, N-(2-аминоэтил-1,2-этандиамин), (H2N - CH2 - CH2 - NH - CH2 - CH2 - NH2, CAS 000111-40-0, – однокомпонентный продукт, прозрачное и бесцветное вещество с запахом, похожим на запах аммиака;
[Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 7, N.Y., 1979, p. 580.], [Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988].
- Полиэтиленполиамин NHn(CH2CH2NH)nH [ТУ 2413-214-00203312-2002]. Жидкость от светло-желтого до темно-бурого цвета без механических включений, допускается зеленоватая окраска продукта
- Полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ-гидрохлорид), (C7H16N3Cl)n, где n = 4-50, молекулярный вес: 700-10000 а.е.м. CAS: 57029-18-2. ПГМГ- гидрохлорид – твердое кристаллическое прозрачное вещество, не имеет цвета и запаха, полностью растворим в воде, растворим в спирте, не теряет своих свойств при отрицательных температурах, не разлагается и сохраняет свои физико-химические и биоцидные свойства до температуры +120°С, pH 1% водного раствора 7-10.5. [http://polyguanidines.ru – сайт Института эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП)] или [Пат. №2489452 РФ, МПК C08G 73/00, A 61L 2/16 (2006.01). Способ получения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида / Поповкин В.В., Глухов И.С., Антонов М.И.; патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Компания Вереск" (RU). - №2012117497/05; заявл. 26.04.2012; опубл. 10.08.2013, Бюл. №22. – 6 с];
- 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.];
- 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.];
- хлопковая целлюлоза [ГОСТ 595-79 «Целлюлоза хлопковая. Технические условия.];
- древесная целлюлоза [ГОСТ 11208-82. Целлюлоза древесная (хвойная) сульфатная небеленая. Технические условия].
- стебли топинамбура представляют собой отход сельскохозяйственного производства следующего состава (в пересчете на сухое вещество): 55,8% углеводов (целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектиновые вещества), 10% белков, 18,1% безазотистых экстрактивных веществ 14,3% минеральных веществ и 1,8% жиров [Рязанова Т.В. Химический состав вегетативной части топинамбура и ее использование / Т.В. Рязанова, Н.А. Чупрова, Л.А. Дорофеева, А.В. Богданов // Лесной журнал.- 1997.- №4.- С. 71-75].
Стебли топинамбура очищают от внешнего слоя и измельчают.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Пример 1.
10 г древесных опилок погружают в стакан с 100 мл спиртового раствора эпипхлоргидрина (модуль 10) концентрацией 75г/л (содержащего 7,5 г ЭХГ) и выдерживают при нагревании при температуре 60оС в течение 40 мин, затем отжимают, промывают дистиллированной водой, заливают водным раствором диэтилентриамина с концентрацией 70 г/л при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц в течение 20 мин при температуре 60°C и модуле раствор/сорбент 15, промывают дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.
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 0,2685 ммоль/л (степень извлечения 82,1%).
Пример 2.
10 г хлопковой целлюлозы погружают в стакан с 200 мл спиртового раствора эпипхлоргидрина (модуль 20) концентрацией 30г/л (содержащего 6 г ЭХГ) и выдерживают при нагревании при температуре 55оС в течение 60 мин, затем отжимают, промывают дистиллированной водой, заливают водным раствором полиэтиленполиамина, с концентрацией 50 г/л при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц в течение 10 мин при температуре 80°C и модуле раствор/сорбент 20, промывают дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.
Обработанный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), pH 3, содержащего 1,5 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 0,294 ммоль/л (степень извлечения 80,4%).
Пример 3.
10 г короткого льняного волокна погружают в стакан с 150 мл спиртового раствора эпипхлоргидрина (модуль 15) концентрацией 60г/л (содержащего 9 г ЭХГ) и выдерживают при нагревании при температуре 63оС в течение 45 мин, затем отжимают, промывают дистиллированной водой, заливают водным раствором полигексаметиленгуанидина гидрохлорида с концентрацией 60 г/л при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц в течение 15 мин при температуре 70°C и модуле раствор/сорбент 15, промывают дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.
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 0,297 ммоль/л (степень извлечения 80,2%).
Пример 4.
10 г древесной целлюлозы погружают в стакан с 200 мл спиртового раствора эпипхлоргидрина (модуль 20) концентрацией 25г/л (содержащего 9 г ЭХГ) и выдерживают при нагревании при температуре 65оС в течение 30 мин, затем отжимают, промывают дистиллированной водой, заливают водным раствором полиэтиленполиамина с концентрацией 100 г/л при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц в течение 18 мин при температуре 50°C и модуле раствор/сорбент 10, промывают дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.
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 0,2925 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 80,5%).
Пример 5.
10 г измельченных стеблей топинамбура погружают в стакан с 150 мл спиртового раствора эпипхлоргидрина (модуль 15) концентрацией 50г/л (содержащего 9 г ЭХГ) и выдерживают при нагревании при температуре 58оС в течение 55 мин, затем отжимают, промывают дистиллированной водой, заливают водным раствором полигексаметиленгуанидина гидрохлорида с концентрацией 80 г/л при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц в течение 30 мин при температуре 30°C и модуле раствор/сорбент 10, промывают дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.
Обработанный сорбент заливают 0,75 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 75), pH 6, 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 0,3225; 0,336; 0,3315 и 0,339 ммоль/л соответственно (степень извлечения 78,5; 77,6; 77,9 и 73,4%).
Результаты опытов в сравнении с прототипом представлены в таблице.
Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ позволяет достичь заявленного технического результата, а именно: повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов на 2-5% и снизить температуру при микроволновом облучении (СВЧ- обработки) сорбентов с 150-200°С до 30-80°С.
Таблица
| ПРИМЕРЫ | Степень извлечения, % |
Температура обработки, °С | |||
| Cu2+ | Ni2+ | Zn2+ | Cd2+ | ||
| 1. | 82,1 | - | - | - | 60 |
| 2. | - | 80,4 | - | - | 80 |
| 3. | - | - | 80,2 | - | 70 |
| 4. | - | - | - | 80,5 | 50 |
| 5. | 78,5 | 77,6 | 77,9 | 73,4 | 30 |
| ПРОТОТИП | 77,9 | - | - | - | 150 |
| - | 75,9 | - | - | 200 | |
| - | - | 74,3 | - | 180 | |
| - | - | - | 73,1 | 170 | |
| 75,9 | 74,1 | 73,3 | 71,7 | 160 | |
Claims (1)
- Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре при рН раствора 3-7 в течение 1-20 мин с полимерными сорбентами на основе целлюлозы, модифицированными при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц, отличающийся тем, что модифицирование сорбентов осуществляют путем их предварительной обработки в спиртовом растворе эпихлоргидрина с концентрацией 25-75 г/л при температуре 55-65°С в течение 30-60 мин и модуле раствор/сорбент 10-20 с последующим отжимом, промывки дистиллированной водой и обработки в водном растворе диэтилентриамина, или полиэтиленполиамина, или полигексаметиленгуанидина гидрохлорида с концентрацией 50-100 г/л при микроволновом облучении в течение 10-30 мин при температуре 30-80°С и модуле раствор/сорбент 10-20, промывки дистиллированной водой и высушивания до постоянного веса.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140647A RU2728998C1 (ru) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140647A RU2728998C1 (ru) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2728998C1 true RU2728998C1 (ru) | 2020-08-03 |
Family
ID=72085939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019140647A RU2728998C1 (ru) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728998C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2438995C1 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| RU2495830C1 (ru) * | 2012-04-28 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| CN107159151A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-09-15 | 西南科技大学 | 改性膨化稻壳球体吸附材料的制备方法 |
| RU2640547C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
-
2019
- 2019-12-10 RU RU2019140647A patent/RU2728998C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2438995C1 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| RU2495830C1 (ru) * | 2012-04-28 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| RU2640547C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2018-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| CN107159151A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-09-15 | 西南科技大学 | 改性膨化稻壳球体吸附材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2640547C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| Malik et al. | Removal of heavy metals from emerging cellulosic low-cost adsorbents: a review | |
| US4282351A (en) | Chitosan-glucan complex, method for its production and end uses | |
| Saeed et al. | Chitosan as a flocculant for pre-hydrolysis liquor of kraft-based dissolving pulp production process | |
| RU2495830C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| Jiang et al. | Enzymatic preparation of oxidized viscose fibers-based biosorbent modified with ε-polylysine for dyes removal and microbial inactivation | |
| RU2438995C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| JPS61268729A (ja) | 木材含浸方法 | |
| RU2728998C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2351548C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| CN110642357B (zh) | 一种用于微藻捕捉的絮凝剂及其制备方法和应用 | |
| DE2730276A1 (de) | Polysaccharidhaltiges adsorptionsmaterial | |
| RU2471721C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы | |
| RU2608029C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2712907C1 (ru) | Способ модифицирования целлюлозосодержащих сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2351543C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| CN110698566B (zh) | 一种用于微藻捕捉的絮凝剂及其制备方法和应用 | |
| RU2791803C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы | |
| RU2258560C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2598483C1 (ru) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2728150C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2768623C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| KR20020044115A (ko) | 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법 | |
| RU2829771C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов | |
| RU2816088C1 (ru) | Способ модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |