Сорбция ионов тяжелых металлов биокомпозитом “целлюлоза – углеродные нанотрубки”

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

В работе представлены результаты разработки композиционного сорбента на основе целлюлозы и углеродных нанотрубок и исследования его сорбционных свойств по отношению к ионам Cu(II). Углеродные нанотрубки были последовательно модифицированы концентрированной серной кислотой, тионилхлоридом и этилендиамином и затем присоединены к целлюлозе, обработанной лимонной кислотой. Образование новых функциональных групп на поверхности композиционного целлюлозного сорбента подтверждается данными ИК- спектроскопии. Микроскопические исследования, выполненные с помощью сканирующего электронного микроскопа, демонстрируют различия поверхностной структуры сорбентов на основе целлюлозы до и после модификации. Исследованы кинетика и равновесие сорбции ионов меди (II) в гетерофазной системе “водный раствор – модифицированный сорбент”. Результаты кинетических исследований более корректно описываются с использованием модели кинетики псевдо-второго порядка. Обработка экспериментальных изотерм сорбции согласно уравнению Ленгмюра позволила определить предельную сорбционную емкость исходного сорбента и композита на его основе. Обнаружено, что сорбционная емкость композиционного сорбента превышает таковую для исходной целлюлозы примерно в шесть раз.

全文:

受限制的访问

作者简介

Т. Никифорова

Ивановский государственный химико-технологический университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: tatianaenik@mail.ru
俄罗斯联邦, Шереметевский просп., 7, Иваново, 153000

Д. Вокурова

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: tatianaenik@mail.ru
俄罗斯联邦, Шереметевский просп., 7, Иваново, 153000

参考

  1. Aldaz B., Figueroa F., Bravo I. // Rev. Bionatura. 2020. V. 5. Р. 1150–1155. https://doi.org/10.21931/RB/2020.05.02.13.
  2. Sall M.L., Diaw A.K.D., Gningue-Sall D., Efremova Aaron, S., Aaron, J.J. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2020. V. 27. Р. 29927–29942. https://doi.org/10.1007/s11356–020–09354–3.
  3. Hasanpour, M., Hatami, M. // Adv. Colloid Interf. Sci. 2020. V. 284. Р. 102247. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102247.
  4. Syeda H.I., Yap P.-S. // Science of the Total Environment. 2022. V. 807. Р. 150606. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150606
  5. Wang G., Xiao H., Liang G., Zhu J., He C., Ma S., Shuai Z., Komarneni S. // J. Clean. Prod. 2022. V. 344. Р. 131041. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131041
  6. Deng, S., Long, J., Dai, X., Wang, G., Zhou, L. // ACS Appl. Nano Mater. 2023. V. 6. Р. 1817–1827. https://doi.org/10.1021/acsanm.2c04768
  7. Li Q., Song H., Han R., Wang G., Li A. // Chem. Eng. J. 2019. V. 366. Р. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.02.070
  8. Yang H.-R., Li S.-S., Yang C., An Q.-D., Zhai S.-R., Xiao Z-Y. // Journal of Colloid and Interface Science. 2022. V. 607. Р. 556–567. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.08.197
  9. Jung K.-W., Lee S.Y., Choi J.-W., Lee Y..J. // Chem. Eng. J. 2019. V. 369 Р. 529–541. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.03.102
  10. Прокофьев В.Ю., Гордина Н.Е. // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86. № 3. С. 360–366. Prokof'еv V.Yu., Gordina N.E. // Russian Journal of Applied Chemistry. 2013. V. 86. № 3. S. 332–338. https://doi.org/10.1134/S1070427213030075
  11. Прокофьев В.Ю., Гордина Н.Е., Жидкова А.Б. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 12. С. 77–80. Prokof'ev V.Yu., Gordina N.E., Zhidkova A.B. // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Seriya: Himiya i himicheskaya tekhnologiya. 2011. V. 54. № 12. S. 77–80.
  12. Rocky M.M.H., Rahman I.M.M., Biswas F.B., Rahman S., Endo M., Wong K.H., Mashio A.S., Hasegawa H. // Chemical Engineering Journal. 2023. V. 472. Р. 144677. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144677
  13. Jiang H., Wu S., Zhou J. // International Journal of Biological Macromolecules. 2023. V. 236. Р. 123916.
  14. Никифорова Т.Е., Габрин В.А., Разговоров П.Б. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. Т. 59. № 3. С. 231–243. doi: 10.31857/S0044185623700298
  15. El-Zawahry M.M., Hassabo A.G., Mohamed A.L. // International Journal of Biological Macromolecules. 2023. V. 248. Р. 125940. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125940
  16. Меретин Р.Н., Никифорова Т.Е. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. Т. 64. № 11. С. 118–125. doi: 10.6060/ivkkt.20216411.6408. Meretin R.N., Nikiforova Т.E. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. № 11. P. 147–155. doi: 10.6060/ivkkt.20216411.6408
  17. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Одинцова О.И. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. Хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 2015. Т. LIX. №4. С. 76–84. Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Odintsova O.I. // Russian Journal of General Chemistry. 2017. V. 87. № 9. Р. 2204–2211. Original Russian Text © T.E. Nikiforova, V.A. Kozlov, O.I. Odintsova, 2015, published in Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal, 2015. V. 59. № 4, pp. 76–84.
  18. Thakur V., Sharma E., Guleria A., Sangar S., Singh K. // Materials Today: Proceedings 2020. V. 32. Р. 608–619. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.756
  19. Никифорова Т.Е., Багровская Н.А., Козлов В.А., Натареев С.В. // Журнал прикладной химии. 2008. Т. 81. № 7. С. 1096–1101.
  20. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Багровская Н.А., Родионова М.В. // Журнал Прикладной Химии. 2007. Т. 80. №. 2. С. 236–241.
  21. Rahaman Md.Н. Islam Md.A. Islam Md.M. Rahman Md.A., Alam S.М.N. // Curr. Opin. Green. Sustain. Chem. 2021. V. 4. Р. 100119. https://doi.org/10.1016/j.crgsc.2021.100119
  22. Gomathi T., Susi S., Alam M.M., Al-Sehemi A.G., Radha E., Pazhanisamy P., Vijayakumar S. // Polymer Testing 2024. V. 130. Р. 108321. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2023.108321
  23. Wang X., Tarahomi M., Sheibani R., Xia C., Wan W. // International Journal of Biological Macromolecules. 2023. V. 241 Р. 124472. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124472
  24. Guo Y., He X., Huang C., Chen H., Lu Q., Zhang L. // Anal. Chim. Acta V. 2020. V. 1095. Р. 99–108.
  25. Arsalani N., Bazazi S., Abuali M., Jodeyri S. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2020. V. 389. Р. 112207.
  26. Jiang R., Zhu H., Fu Y., Zong E., Jiang S., Li J., Zhu J., Zhu Y. // Carbohydr. Polym. 2021. V. 252. Р. 117158. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117158
  27. Zhao G., Huang X., Tang Z., Huang Q., Niu F., Wang X. // Polym. Chem. 2018. V. 9. № 26. Р. 3562–3582. https://doi.org/10.1039/C8PY00484F
  28. Heng W., Weihua L., Bachagha K. // Carbohydrate Polymers. 2023. V. 321. Р. 121306. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.121306
  29. Birtane H., Urucu O.A., Yıldız N., Çi˘gil A.B., Kahraman M.V. // Materials Today Communications. 2022. V. 30. Р. 103144. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.103144
  30. Luo X., Zhang J., Tao J., Wang X., Zhao S., Chen Z., Liu S., Li J., Li S. // Chem. Eng. J. 2021. V. 416. Р. 129486. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129486
  31. Ameenur R.S.M., Neerazhagan B.T., Thandapani G., Narayanan S.P., Sheriff I.S.A.K. // Biomass Conv. Bioref. 2021. https://doi.org/10.1007/s13399- 021–02075–8.
  32. Кокотов Ю.А., Пасечник В.А. Равновесие и кинетика ионного обмена. / Л.: Химия. 1970. 336 с.
  33. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. / М.: Высшая школа, 1985. 327 с.
  34. Kokol V., Vivod V. Carbohydrate Polymers. 2023. V. 318. Р. 121134. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.121134
  35. Gauss C., Kadivar M., Harries K.A., Savastano H. // Journal of Cleaner Production 2021. V. 279. Р. 123871 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123871
  36. Дьячкова Т.П., Ткачев А.Г. Методы функционализации и модифицирования углеродных нанотрубок. М.: Издательский дом “Спектр”. 2013. 152 с.
  37. Hubbe M.A., Azizian S., Douven S. // BioResources. 2019. V. 14. № 3. P. 7582–7626.
  38. Rocky M.M.H., Rahman I.M.M., Biswas F.B., Rahman S., Endo M., Wong K.H., Mashio A.S., Hasegawa H. // Chemical Engineering Journal. 2023. Т. 472. Р. 144677. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144677

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Kinetic curves of sorption of Cu(II) ions from aqueous solutions of CuSO4 by cotton cellulose: 1 – original; 2 – modified with CNT.

下载 (61KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Kinetics of pseudo-first order (a) and pseudo-second order (b) of sorption of Cu(II) ions by cotton cellulose: 1 – original; 2 – modified.

下载 (117KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Isotherms of sorption of Cu(II) ions from an aqueous solution of CuSO4 by the original cotton cellulose (1) and the modified sorbent (2).

下载 (67KB)
索引源数据
5. Fig. 4. IR spectra of cotton cellulose (1) and modified sorbent (2).

下载 (114KB)
索引源数据
6. Fig. 5. SEM images of the surface of CNTs, cellulose and cellulose-CNT composite.

下载 (253KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».