Изображение на обложке

Изучение сорбции серебра из водных растворов твердофазномодифицированным Поли(n-тиокарбамоил-3-аминопропилсилсесквиоксаном)

E. A. E.A. Melnik, A. A. Sysolyatina, Yu. S. Petrova, A. S. Kholmogorova, L. К. Neudachina, V. A. Osipova, A. V. Pestov

Аннотация


С целью прогнозирования возможности использования поли(n-тиокарбамоил-3-аминопропилсилсесквиоксанов) (ТКПС) в методах разделения и концентрирования изучены сорбционные свойства поли(3-аминопропилсилсесквиоксанов), модифицированных тиомочевинными группами. Сорбенты синтезированы золь-гель методом с последующим твердофазным модифицированием с использованием в качестве модификатора тиоцианата аммония или тиосемикарбазида. Установлено, что сорбенты с наибольшим содержанием функциональных тиокарбамидных групп (модифицированные с помощью тиоцианата аммония) позволяют количественно и селективно извлекать Ag (I) из сильнокислых растворов. При рН>5 степень извлечения Ag (I) незначительно понижается, что связано с увеличением сорбции Сu (II), Ca (II), Mg (II), Mn (II) и Fe (III). Наибольшее извлечение Ag (I) для ТКПС-0.63 и
ТКПС-0.68 реализуется при рН от 4 до 8 (степень извлечения 55–68 %
(ТКПС-0.63); 21–26 % (ТКПС-0.68)) одновременно с этим наблюдается преобладание конкурентной сорбции Ca (II), Mg (II), Mn (II) и Fe (III). На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что сорбенты, модифицированные при помощи тиоционата аммония, характеризуются высокой концентрацией привитых тиокарбамидных групп, благодаря чему они пригодны для селективного извлечения Ag (I) из многокомпонентных растворов при рН 1–2.

 

Ключевые слова: твердофазная экстракция, селективное извлечение, разделение металлов, концентрирование, функциональные материалы, полисилсесквиоксан, тиомочевина, тиокарбамид, серебро, золь-гель метод


Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Akoto O., Yakubu S., Ofori L.A., Bortey-sam N., Boadi N.O., Horgah J. [et al.]. Multivariate studies and heavy metal pollution in soil from gold mining area. Heliyon, 2023, vol. 9, article12661. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e12661.

Wang Z., Luo P., Zha X., Xu C., Kang S., Zhou M. [et al.] Overview assessment of risk evaluation and treatment technologies for heavy metal pollution of water and soil. J. Cleaner Production, 2022, vol. 379, article 134043. doi: 10.1016/j.jclepro.2022.134043.

Deng H., Tu Y., Wang H., Wang Z., Li Y., Chai, Zhang W., [et al.]. Environmental behavior, human health effect, and pollution control of heavy metal(loid)s toward full life cycle processes. Eco-Environment & Health, 2022, vol. 1, pp. 229-243. doi: 10.1007/s12665-018-7300-2.

Silver: areas of practical use - from military equipment to medicine / Rodionov A.P. [et al.] // Preprint № 4 «Silver in medicine and technology», 1995, pp. 7–18.

Dulin M.N., Bogdanchikova N.E. Silver in the ultrafine state // Preprint No. 4 «Silver in medicine and technology», 1995, pp. 19–24.

Patra J.K., Das G., Fraceto L.F., Campos E.V.R., Rodriguez-Torres M. del P., Acosta-Torres L.S., [et al.]. Nano based drug delivery systems: recent developments and future prospects. J. Nanobiotechnology, 2018, vol. 16, no. 71, article 100134. doi.: 10.1186/s12951-018-0392-8.

Taylorab P.L., Usshera A.L., Burrella R.E. Impact of heat on nanocrystalline silver dressings: Part I: Chemical and biological properties. Biomaterials, 2005, vol. 26, pp. 7221–7229. doi: 10.1016/j.biomaterials.2005.05.040.

Atiyeha B.S., Costagliola M., Hayek S.N., Dibo S.A. Effect of silver on burn wound infection control and healing: Review of the literature. Burns, 2007, vol. 33, pp. 139-148. doi: 10.1016/j.burns.2006.06.010.

Akopova E.G., Kade A.X., Kurnosenkova E.F., Egorova N.G., Gubareva E.A. [Silver - benefits and harms]. Kubanskij nauchnyj medicinskij vestnik, 2007, no. 1-2, pp. 8-11. (in. Russian).

Sun M., Feng J., Feng Y., Xin X., Ding Y., Sun M. Preparation of ionic covalent organic frameworks and their applications in solid-phase extraction. Trends in Analytical Chemistry, 2022, vol. 157, article 116829. doi: 10.1016/j.trac.2022.116829.

Maleki H., Durães L., Portugal A. An overview on silica aerogels synthesis and different mechanical reinforcing strategies. J. Non-Crystalline Solids, 2014, vol. 385, pp. 55-74. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2013.10.017.

Çelik Z., Gülfen M., Aydın A.O. Synthesis of a novel dithiooxamide–formaldehyde resin and its application to the adsorption and separation of silver ions. J. Hazardous Materials, 2010, vol. 174, pp. 556-562. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.09.087.

Liu P., Wang X., Tian L., He B., Lv X., Li X. [et al.]. Adsorption of silver ion from the aqueous solution using a polyvinylidene fluoride functional membrane bearing thiourea groups. J. of Water Process Engineering, 2020, vol. 34, article 101184. doi: 10.1016/j.jwpe.2020.101184.

Zhang L., Zhao Y., Mu C., Zhang X. Selective adsorption for Ag (I) from wastewater by carbon-magnetic fly ash beads modified with polydopamine and thiourea. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 2020, vol. 17, article 100287. doi: 10.1016/j.scp.2020.100287.

Zhang M., Zhang Y., Helleur R. Selective adsorption of Ag+ by ion-imprinted O-carboxymethyl chitosan beads grafted with thiourea–glutaraldehyde. Chemical Engineering J., 2015, vol. 264, pp. 56–65. doi: 10.1016/J.CEJ.2014.11.062.

Alsulami Q.A. Hussein M.A., Alsheheri S.Z., Elshehy E.A., El-Said W.A. Unexpected ultrafast and high adsorption performance of Ag (I) and Hg (II) ions from multiple aqueous solutions using microporous functional silica-polymer sponge-like composite. J. Materials Research and Technology, 2022, vol. 17, pp. 2000-2013. doi: 10.1016/j.jmrt.2022.01.048.

Melnik E.A., Sysolyatina A.A., Kholmogorova A.S., Neudachina L.K., Osipova V.A., Pestov A.V. [Selective Sorption of Silver Ions from Aqueous Solutions Using Poly(N-thiocarbamoyl‑3-aminopropylsilsesquioxane)]. Measurement Standards. Reference Materials, 2022, vol. 18 (2), pp.57-71. doi: 10.20915/2077-177-2022-18-2-57-71. (in. Russian).

Ghanei-Motlagh M., Fayazi M., Taher M.A., Jalalinejad A. Application of magnetic nanocomposite modified with a thiourea based ligand for the preconcentration and trace detection of silver (I) ions by electrothermal atomic absorption spectrometry. Chemical Engineering J., 2016, vol. 290. pp. 53-62. doi: 10.1039/C5RA11561B.

Gromov V.V., Spicyn V.I. [Study of sorption properties of silica gel irradiated with neutrons]. Atomnaya energiya [Nuclear power], 1963, vol. 14, pp. 490-493. (in. Russian).

Lu X., Yin Q., Xin Z., Zhang Z. Powerful adsorption of silver (I) onto thiol-functionalized polysilsesquioxane microspheres. Chemical Engineering Science, 2010, vol. 65. pp. 6471–6477. doi: 10.1016/j.ces.2010.10.001.

Wang L., Xing R., Liu S., Yu H., Qin Y., Li K. [et al.. Recovery of silver (I) using a thiourea-modified chitosan resin. J. Hazardous Materials, 2010, vol. 180, pp. 577-582. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.04.072.

Akhond M., Absalan G., Sheikhian L., Eskandari M. M., Sharghi H. Di (n-propyl) thiuram disulfide bonded on silica gel as a new sorbent for separation, preconcentration, and measurement of silver ion from aqueous samples. Separation and Purification Technology, 2006, vol. 52. pp. 53–59. doi: 10.1016/j.seppur.2006.03.014.

Kholmogorova A.S., Chernysh M.L., Neudachina L.K., Puzyrev I.S. Method of adsorption-atomic-absorption determination of silver (I) using a modified polysiloxane. Reactive and Functional Polymers, 2020, vol. 152, article 104596. doi: 10.1016/j.reactfunctpolym.2020.104596.

Elwakeel K.Z., Al-Bogami A.S., Guibal E. 2-Mercaptobenzimidazole derivative of chitosan for silver sorption – Contribution of magnetite incorporation and sonication effects on enhanced metal recovery. Chemical Engineering J., 2021, vol. 403, article 126265. doi: 10.1016/j.cej.2020.126265.

Hamza M.F., Abdel-Rahman A.A.-H., Hawata M.A., Araby R.E., Guibal E., Fouda A. Functionalization of magnetic chitosan microparticles – Comparison of trione and trithione grafting for enhanced silver sorption and application to metal recovery from waste X-ray photographic films. J. Environmental Chemical Engineering, 2022, vol. 10, article 107939. doi: 10.1016/j.jece.2022.107939.

Abd El-Ghaffar M.A., Mohamed M.H., Elwakeel K.Z. Adsorption of silver (I) on synthetic chelating polymer derived from 3-amino-1,2,4-triazole-5-thiol and glutaraldehyde. Chemical Engineering J., 2009, vol. 151, pp. 30–38. doi: 10.1016/j.cej.2009.01.039.

Yang T., Zhang L., Zhong L., Han X., Dong S., Li Y. Selective adsorption of Ag (I) ions with poly(vinyl alcohol) modified with thiourea (TU–PVA). Hydrometallurgy, 2018, vol. 175, pp. 179–186. doi: 10.1016/J.HYDROMET.2017.11.007.




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2023.27.1.004

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.