Sorption of neutral red dye by entersorbent polysorb MP from AOT microemulsion in n-decan

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Sorption of the cationic neutral red dye by Polysorb MP from a microemulsion of 0.25 mol/l AOT in n-decane was carried out at different contents of the aqueous pseudophase. The maximum sorption capacity of the sorbent in the microemulsion exceeded the corresponding one in the aqueous phase by an order of magnitude and amounted to 55 mg/g. A sharp drop in the degree of extraction with an increase in the water content of the microemulsion from 1 to 8 volume percent and the reversibility of sorption processes were demonstrated. Anionic dyes were not extracted by Polysorb MP in the same systems. With increasing water content, the zeta potential of SiO2 particles decreased from 18 to 1 mV. Based on the obtained dependencies, a cation exchange mechanism of microemulsion sorption was proposed, including the exchange of sodium and neutral red cations between micelles adsorbed on the surface of particles and micelles in the bulk of the microemulsion.

About the authors

M. G. Demidova

Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nikshapar@mail.ru
Aka. Lavrentiev Ave, 3, Novosibirsk, 630090 Russia

T. Y. Podlipskaya

Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nikshapar@mail.ru
Aka. Lavrentiev Ave, 3, Novosibirsk, 630090 Russia

N. O. Shaparenko

Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nikshapar@mail.ru
Aka. Lavrentiev Ave, 3, Novosibirsk, 630090 Russia

M. K. Barakina

Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: nikshapar@mail.ru
Aka. Lavrentiev Ave, 3, Novosibirsk, 630090 Russia; Pirogova St., 1, Novosibirsk, 630090 Russia

V. V. Tatarchuk

Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nikshapar@mail.ru
Aka. Lavrentiev Ave, 3, Novosibirsk, 630090 Russia

A. I. Bulavchenko

Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: nikshapar@mail.ru
Aka. Lavrentiev Ave, 3, Novosibirsk, 630090 Russia

References

  1. Bera A., Mandal A. Microemulsions: a novel approach to enhanced oil recovery: a review // J. Petrol. Explor. Prod. Technol. 2015. V. 5. P. 255–268. https://doi.org/10.1007/s13202-014-0139-5
  2. Федоренко С.В., Степанов А.С., Бочкова О.Д., Мустафина А.Р. Основные процессы, способствующие формированию композитных кремнеземных наноколлоидов, допированных комплексами d-, f-металлов и неорганическими наночастицами // Коллоид. журн. 2022. Т. 84. № 5. С. 630–641. https://doi.org/10.31857/S0023291222600067
  3. Мурашова Н.М., Нгуен Х.Т. Микроэмульсии лецитина с маслом гака и эфирным маслом куркумы // Коллоид. жур. 2023. Т. 85. № 2. С. 191–199. https://doi.org/10.31857/S0023291223600049
  4. Schwarze M., Pogrzeba T., Volovych I., Schomacker R. Microemulsion systems for catalytic reactions and processes // Catal. Sci. Technol. 2015. V. 5. P. 24–33. https://doi.org/10.1039/c4cy01121j
  5. Gradzielski M., Duvail M., Malo de Molina P., Simon M., Talmon Y. Using microemulsions: formulation based on knowledge of their mesostructured // Chem. Rev. 2021. V. 121. № 10. P. 5671–5740. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00812
  6. Agarwala R., Mulky L. Adsorption of dyes from wastewater: a comprehensive review // ChemBioEng Reviews. 2023. V. 10. № 3. P. 326–335. https://doi.org/10.1002/cben.202200011
  7. Yi S., Deng Y., Sun S. Adsorption and dyeing characteristics of reactive dyes onto cotton fiber in nonionic Triton X-100 reverse micelles // Fibers Polym. 2014. V. 15. P. 2131–2138. https://doi.org/10.1007/s12221-014-2131-6
  8. Tang Y.L., Jin S., Lee C.H., Law H.S., Yu J., Wang Y., Kan C. Reverse micellar dyeing of cotton fabric with reactive dye using biodegradable non-ionic surfactant as nanoscale carrier: an optimization study by one-factor-at-one-time approach // Polymers. 2023. V. 15. № 20. P. 4175. https://doi.org/10.3390/polym15204175
  9. Sharma R., Kar P.K., Dash S. Adsorption of a styrylpyridinium dye on silica and modified silica surfaces from some binary solvent mixtures-should we call it solvent-induced preferential adsorption? // J. Phys. Chem. C. 2023. V. 127. P. 20539–20548. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c05023
  10. Khraishes M.A.M., Al-ghouti M.S. Enhanced dye adsorption by microemulsion-modified calcined diatomite (µE-CD) // Adsorption. 2005. V. 11. P. 547–559. https://doi.org/10.1007/s10450-005-5612-5
  11. Skrabkova H.S., Bubenschikov V.B., Kodina G.E., Lunev A.S., Larenkov A.A., Epshtein N.B., Kabashin A.V. 68Ga-adsorption on the Si-nanoparticles // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 487. P. 012026. https://doi.org/10.1088/1757-899X/487/1/012026
  12. Shklyaeva A.S., Vasilieva O.V., Kucuk V.I. The study of physical and chemical properties aqueous dispersion of enterosorbent Polysorb MP // Butlerov Commun. 2013. V. 35. P. 94–99.
  13. Shah Z.A., Zaib K., Khan A., Saeed M. Dye sensitized solar cells based on different solvents: comparative study // J. Fundam. Renewable Energy Appl. 2017. V. 7. № 4. P. 1000234. https://doi.org/10.4172/2090-4541.1000234
  14. Fang H., Ma J., Wilhelm M.J., DeLacy B.G., Dai H.L. Influence of solvent on dye-sensitized solar cell efficiency: what is so special about acetonitrile? // Particles and Particle Systems Characterization. 2021. V. 38. P. 2000220. https://doi.org/10.1002/ppsc.202000220
  15. Eicke H.F. Aggregation in surfactant solutions: formation and properties of micelles and microemulsions // Pure Appl. Chem. 1980. V. 52. P. 1349–1357.
  16. Булавченко А.И., Батищева Е.К., Подлипская Т.Ю., Торгов В.Г. Коллоидно-химические взаимодействия при концентрировании металлов обратными мицеллами оксиэтилированных поверхностно-активных веществ. Исследование солюбилизации // Коллоидный журнал. 1996. Т. 58. № 2. С. 163-168.
  17. Булавченко А.И., Подлипская Т.Ю., Торгов В.Г. Структурные перестройки обратных мицелл оксиэтилированных ПАВ при инъекционной солюбилизации растворов HCl // Журнал физической химии. 2004. Т. 78. № 12. С. 2258–2263.
  18. Knysh A., Sokolov P., Nabiev I. Dynamic light scattering analysis in biomedical research and applications of nanoparticles and polymers // J. Biomed. Photonics Eng. 2023. V. 9. № 2. P. 020203. https://doi.org/10.18287/JBPE23.09.020203
  19. Ohshima H. A simple expression for Henry’s function for the retardation effect in electrophoresis of spherical colloidal particles // J. Colloid Interface Sci. 1994. V. 168. P. 269–271. https://doi.org/10.1006/jcis.1994.1419
  20. Шапаренко Н.О., Бекетова Д.И., Демидова М.Г., Булавченко А.И. Регулирование заряда и гидродинамического диаметра наночастиц диоксида кремния в микроэмульсиях АОТ // Коллоид. жур. 2019. Т. 81. № 1. С. 78–85. https://doi.org/10.1134/S0023291219010105
  21. Shaparenko N.O., Demidova M.G., Bulavhcenko A.I. Electrophoretic mobility and stability of SiO2 nanoparticles in the solutions of AOT in n-hexadecane-chloroform // Electrophoresis. 2021. V. 42. № 16. P. 1648–1654. https://doi.org/10.1002/elps.202100060
  22. Maxim M.E., Stinga G., Iovescu A., Baran A., Ikie C., Anghel D.F. Monitorizing methylene blue inclusion in reverse micellar nanostructures // Revue Roumaine de Chimie. 2012. V. 57. P. 203–208.
  23. Faeder J., Ladanyi B.M. Molecular dynamics simulations of the interior of aqueous reverse micelles // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 5. P. 1033–1046. https://doi.org/10.1021/jp993076u
  24. Tartaro G., Mateos H., Schirone D., Angelico R., Palazzo G. Microemulsions microstructure(s): A tutorial review // Nanomaterials. 2020. V. 10. P. 1657. https://doi.org/10.3390/nano10091657
  25. Van der Minne J.L., Hermanie P.H.J. Electrophoresis measurements in benzene-correlation with stability. I. Development of method // J. Colloid Sci. 1952. V. 7. № 6. P. 600–615. https://doi.org/10.1016/0095-8522(52)90042-1
  26. Поповецкий П.С. Модели стабилизации заряженных частиц поверхностно-активными веществами в неполярных средах // Коллоид. жур. 2023. Т. 85. № 6. С. 806–817. https://doi.org/10.31857/S0023291223600621
  27. Saitoh T., Matsushima S., Hiraide M. Aerosol-OT-γ-alumina admicelles for the concentration of hydrophobic organic compounds in water // J. Chromatography A. 2004. V. 1040. № 2. P. 185–191. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2004.04.010
  28. Bulavchenko A.I., Popovetsky P.S. Structure of adsorption layer of silver nanoparticles in sodium bis-(2-ethylhexyl) sulfosuccinate solutions in n-decane as observed by photon-correlation spectroscopy and nonaqueous electrophoresis // Langmuir. 2014. V. 30. № 43. P. 12729–12735. https://doi.org/10.1021/la5004935
  29. Kalam S., Abu-Khamsin S.A., Kamal M.S., Patil S. Surfactant adsorption isotherms: a review // ACS Omega. 2021. V. 6. № 48. P. 32342–32348. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04661
  30. Strubbe F., Neyts K. Charge transport by inverse micelles in non-polar media // J. Phys.: Condens. Matter. 2017. V. 29. P. 453003. https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa8bf6
  31. Bulavchenko A.I., Shaparenko N.O., Kompan’kov N.B., Popovetskiy P.S., Demidova M.G., Arymbaeva A.T. The formation of free ions and electrophoretic mobility of Ag and Au nanoparticles in n-hexadecane-chloroform mixtures at low concentrations of AOT // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. P. 14671–14681. https://doi.org/10.1039/D0CP02153A
  32. Kopanichuk I.V., Novikov V.A., Vanin A.A., Brodskaya E.N. The electric properties of AOT reverse micelles by molecular dynamics simulations // J. Mol. Liq. 2019. V. 296. P. 111960. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111960
  33. Bulavchenko A.I., Batishchev A.F., Batishcheva E.K., Torgov V.G. Modeling of the electrostatic interaction of ions in dry isolated micelles of AOT by the method of direct optimization // J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106. № 25. P. 6381–6389. https://doi.org/10.1021/jp0144000
  34. Bairabathina V., Shanmugam K.S.K., Chilukoti G.R., Ponnam V., Raju G., Chidhambaram P. A review on reverse micellar approach for natural fiber dyeing // Color. Technol. 2022. V. 138. P. 329–341. https://doi.org/10.1111/cote.12605
  35. Ханхасаева С.Ц., Дашинамжилова Э.Ц., Бадмаева С.В., Бардамова А.Л. Адсорбция триарилметанового красителя на Ca-монтмориллоните: равновесие, кинетика и термодинамика // Коллоид. жур. 2018. Т. 80. № 4. С. 472–478. https://doi.org/10.1134/S0023291218040043
  36. Арефьева О.Д., Пироговская П.Д., Панасенко А.Е., Ковехова А.В., Земнухова Л.А. Кислотно-основные свойства аморфного диоксида кремния из соломы и шелухи риса // Химия растительного сырья. 2021. № 1. С. 327–335. https://doi.org/10.14258/jcprm.2021017521
  37. Гиндин Л.М. Экстракционные процессы и их применение // 1984. Москва: Наука. С. 144.
  38. Murakami H., Kanahara Y., Sasaki K. Freezing of water solvation dynamics in nanoconfinement by reverse micelles at room temperature // Langmuir. 2024. V. 40. № 25. P. 13082–13091. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c00926
  39. Moulik S.P., Paul B.K., Mukherjee D.C. Acid-base behavior of neutral red in compartmentalized liquids (micelles and microemulsions) // J. Col. Interface Sci. 1993. V. 161. № 1. P. 72–82. https://doi.org/10.1006/jcis.1993.1443
  40. Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г. Биологически активные синтетические органические красители // Изв. Вузов. Химия и Хим. Технология. 2017. Т. 60. С. 4–33. https://doi.org/10.6060/tcct.2017601.5423
  41. Umar O., Kumar K., Joshi A., Khairiya D., Teotia D., Ikram. A comprehensive review on microemulsions: a potential novel drug delivery system // Int. J. Indig. Herbs Drugs. 2022. V. 7. № 3. P. 56–61. https://doi.org/10.46956/ijihd.v7i3.315

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».