Осуществлен синтез силикагеля с химически иммобилизованным тиосемикарбазидом (степень функционализации 0.49 мМ/г). Изучены некоторые параметры, влияющие на адсорбционную способность полученного материала по отношению к ртути, такие как рН, время контакта фаз, объем раствора и элюента, а также селективность сорбции в присутствии посторонних ионов. Максимальная сорбционная емкость полученного силикагеля по отношению к ионам ртути при рН = 2 составила 0.48 ± 0.04 мМ/г. Изменение скорости пропускания (от 0.5 мл/мин (0.25 см/мин) до 6 мл/мин (3.2 см/мин)) как и увеличение объема пропускаемого раствора от 50 мл до 2000 мл для уровней концентраций 0.0125, 0.0375 и 0.075мМ/л не влияет на степень извлечения ртути. Количественной десорбции ртути можно добиться при использовании 5 мл 6 МНСl. В выбранных условиях концентрирования ртути присутствие в растворе Fe³⁺, Zn²⁺ Cu²⁺, Pb²⁺, Co²⁺, Ni²⁺ и Cd²⁺ в n∙10² мольных избытках не влияет на степень её извлечения. Полученный сорбционный материал был применен для сорбционно-спектрофотометрического определения ртути в минерализате, полученном после СВЧ автоклавного разложения образца рыбы.

Ключевые слова: силикагель, тиосемикарбазид, сорбция, ртуть, спектрофотометрия

 DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.4.012

ЛИТЕРАТУРА

1. Кремнийорганические ионообменные и комплексообразующие сорбенты / Н.Н. Власова [и др.] // Успехи химии. 2013. T. 82, №5. C. 449-464.

2. Kara D., Fisher A. Modified silica gel and their use for the preconcentration of trace elements // Separation and purification reviews. 2012. V. 41. P. 267-317.

3. Sigma-aldrich // [электронный ресурс]: http://www.sigmaaldrich.com/catalog/ search?interface=All&term=silica&N=0&mode=match%20partialmax&focus=product&lang=en&region=RU (дата обращения 01.08. 2014).

4. Silicycle // [электронный ресурс]: http://www.silicycle.com/ (дата обращения 01.08. 2014).

5. Химия привитых поверхностных соединений / Г.В. Лисичкин [и др.]. М.: Физматлит, 2003. 592 с.

6. Сорбционно-атомно-абсорбционное и сорбционно-атомно-эмиссионное (с индуктивно связанной плазмой) определение металлов в природных водах с использование силикагеля, химически модифицированного меркаптопропильными группами / В.Н. Лосев [и др.] // Аналитика и контроль. 2005. Т. 9, № 1. С. 81-85.

7. Preconcentration methods for the analysis of liquid samples by x-ray fluorescence techniques /E. Margui[et al.] // Appl. Spectrosc. Rev. 2010. V. 45. P. 179-205.

8. Zougagh M., Cano Pavon J. M., Garcia de Torres A. Chelating sorbents based on silica gel and their application in atomic spectrometry // Anal. Bioanal. Chem. 2005. V. 381. P. 1103-1113.

9. Soliman E.M., Saleh M. B., Salwa A.A. New solid phase extractors for selective separation and preconcentration of mercury (II) based on silica gel immobilized aliphatic amines 2-thiophenecarboxaldehyde Schiff’s bases // Anal. Chim. Acta. 2004. V. 523. P. 133-140.

10. Silica gel modified with diaminothiourea as selective solid-phase extractant for determination of Hg(II) in biological and natural water samples / Q. Wu [et al.] // Intern. J. Environ. Anal. Chem. 2008. V. 88. P. 245-254.

11. Selective solid phase extraction and preconcentration of mercury(II) from environmental and biological samples using nanometer silica functionalized by 2,6-pyridine dicarboxylic acid / L. Zhang [et al.] // Microchim. Acta. 2010. V. 168. P. 79-85.

12. Chen D., Hu B., Huang C. Chitosan modified ordered mesoporous silica as micro-column packing materials for on-line flow injection-inductively coupled plasma optical emission spectrometry determination of trace heavy metals in environmental water samples // Talanta. 2009. V. 78. P. 491-497.

13. Preparation of xylenol orange functionalized silica gel as a selective solid phase extractor and its application for preconcentration - separation of mercury from waters / J. Fan [et al.] // J. Hazard. Mater. 2007. V. 145. P. 323-330.

14. Preparation and characterization of modified cellulose for adsorption of Cd(II), Hg(II), and acid fuchsin from aqueous solutions / Y. Zhou [et al.] // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. V. 52. P. 876-884.

15. Mahmoud M. E. Selective solid phase extraction of mercury(II) by silica gel-immobilized-dithiocarbamate derivatives // Anal. Chim. Acta. 1999. V. 398. P. 297-304

16. Cорбционное извлечение Hg(II), Cd(II), Zn (II), Ni(II), Co (II) кремнийорганическим полимером с тиоацетомидной группировкой / А.И. Кириллов [и др.] // Аналитика и контроль. 2000. Т. 4, № 1. С. 62-65.

17. Сорбционно-фотометрическое определение различных форм ртути с помощью силикагеля с привитой N-бензоил -N’-пропилтиомочевиной / Л. Н. Симонова [ и др.] // Журн. аналит. химии. 1989. № 4. С. 661-665.

18. Synthesis of a novel silica-supported dithiocarbamate adsorbent and its properties for her removal of heavy metal ions / L. Bai [et al.] // J. Hazard. Mater. 2011. V. 195. P. 261-275.

19. Перрин Д. Органические аналитические реагенты: пер. с англ. М.: Мир, 1967. 407 с.

20. Функционализация поверхности целлюлозы тиосемикарбазидными группами с целью создания сорбента для концентрирования и определения металлов в водах / Дж.Н. Коншина [и др.] // Аналитика и контроль. 2013. Т. 17, № 4. С. 393-400.

21. Сорбционные свойства целлюлозных фильтров с ковалентно иммобилизованным тиосемикарбазидом / З.А. Темердашев [и др.] // Журн. аналит. химии. 2011. Т. 66, № 10. С. 1048-1054.

22. Патент 2417231 РФ, МПК СО8B 15/06 G01N 31/22. Способ получения 2,3-дитиосемикарбазонцеллюлозы и ее применение для концентрирования тяжелых металлов из растворов в аналитических целях. / Темердашев З.А., Коншин В.В, Коншина Д.Н., Логачева Е.Ю. (RU). №2009149712/05; заявл. 30.12.2009; опубл. 27.04.2011, Бюл. №12. 

23. Surface modification of silica gels with aminoorganosilanes / K.C. Vrancken [et al.] // Colloids Surf. Part A. 1995. V. 98. P. 235-241.

24. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979. 480 с.

25. New polysiloxane-chemically immobilized C,C-bipyrazolic receptor for heavy metals adsorption / S. Radi[ et al.] // J. Appl. Polym. Sci. 2011. V. 121. P. 1393-1399.

26. Leyden D.E., Howard L.G., Patterson T.A. Silica gel with immobilized chelating groups as an analytical sampling tool // Аnal. lett. 1975. V.8. P. 51-56.

27. Venkatesan K.A., Srinivasan T.G., Vasudeva P.R. Removal of complexed mercury from aqueous solutions using dithiocarbamate grafted on silica gel // Sep. Sci. Technol. 2002. V. 37. P. 1417-1429.

28. Radi S., Attayibat A. Functionalized SiO₂ with S-donor thiophene: synthesis, characterization, and its heavy metals adsorption phosphorus, sulfur, and silicon and the related elements // Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. 2010. V. 185. P. 2003-2013.

29. Brown J., Mercier L., Pinnavaia T.J. Selective adsorption of Hg²⁺ by thiol-functionalized nanoporous silica // Chem. Commun. 1999. № 1. P. 69-70.

30. Regenerable multifunctional mesoporous silica nanocomposites for simultaneous detection and removal of mercury(II) / D. He [et al.] // Langmuir. 2013. V. 29. P. 5896-5904.

31. Johari K., Saman N., Ma H. A comparative evaluation of mercury (II) adsorption equilibrium and kinetics onto silica gel and sulfur-functionalised silica gels adsorbents // Can. J. Chem. Eng. 2014. V. 92. P. 1048-1058.

32. Preparation of artificial seawater / D.R. Kester [et al.] // Limnol. Oceanogr. 1967. V. 12, № 1. Р. 176-179.

33. Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. М.: Недра, 1970. 488 с.

34. Solid phase extraction of trace Hg(II) on silica gel modified with 2-(2-oxoethyl)hydrazine carbothioamide and determination by ICP-AES / X. Chai [et al.] // Talanta. 2010. V. 82. P. 1791-1796.

35. Preparation of the diphenylcarbazone-functionalized silica gel and its application to on-line selective solid-phase extraction and determination of mercury by flow-injection spectrophotometry / J. Fan [et al.] // J. Hazard. Mater. 2008. V. 150. P. 343-350.