CC BY
34
AZЭRBAYCAN К1МУА JURNALI № 4 2013
57
иОТ 541.64
FOSFORSAXLAYAN POLIMER SORBENTLЭ ARSENAZO III BOYAQ MADDЭSiNiN SULU MЭHLULLARDAN SORBSiYASININ TЭDQiQi
R.M.Alosmanov, A.Э.Эzizov
ВаЫ Dдvlэt Universiteti [email protected] Redaksiyaya daxil о^и^ёш 17.01.2013
Mэqalэ fosforsaxlayan polimer sorbentlэ arsenazo III boyaq maddэsinin sulu тэЫиПаМап sorbsiyasmm tэdqiqinэ hэsr о^ти^^. Prosesэ mэhlulun Шг^иёи, boyaq maddэsinin qa-Ыф, sorbentin miqdaп, sorbsiya mйddэtinin tэsiri бyrэnilэrэk, sorbsiyaшn optimal §эгаШ mйэyyэn1э§diri1mi§dir.
Лдаг sдzlэr: fosforsaxlayan polimer, arsenazo III, sorbsiya.
ЭтТейк шу1 Ыг1эштэ1эг о1ап Ьоуад таёёэ1эпшп тйгэккэЬ дигиЛи^и уэ Ьбуйк то1еки1 кШэс оп1апп 1и11ап1;1 си1аппёап кэпаг1ашё1п1таст1 чэ!т1эшётг [1]. Воуад таёёэ1эп тсап ог-дашгт1 йчйп гэЬэгН, капсегоэеп оШид1аппёап 1;и11ап1;1 си1аппт Ье1э Ыг1эштэ1эМэп 1эт1г-1эптэс акиа1 тэсэ1э1эМэпШг [2, 3]. Би тэсэ1эпт ИэШ йчйп тйхТэНФ 6г1кьЫтуэу1 уэ Ьюк^ йси11аг (тетбгап1а ШЫэштэ, коади1уас1уа/Йоки1уас1уа, аёсогЬс1уа, юп тйЬаёПэ, окс1Шэштэ, ытуэу1 геёикс1уа уэ Ью1о^ 1эт1г1этэ) ТэТыд о1ипиг [4, 5]. Нэг ыг йси1ип сеч1т1 Ьоуад таёёэстт пбвй, 1и11ап1;1 сиуипип Тэгыы, ^йстаг хэгс1эп уэ Тииапйпт Ьэграс1 ыт1 Фак;ог1аг1а Тэут о1ипиг. ВипДап Ьазда Ъэг Щапс1 Ыг йси1и е!;тэк1э 1;и11ап1;1 сиуипип ёэппёэп 1эт1г-
1эптэс тйткйп о1таё1Ьтёап аДэТэп Ыг печэ йси1 Ь1г11кДэ 1э!Ыд о1ипиг. йтитШкёэ гаэ ^эг йси11аг1а тйдау1сэёэ аёсогЬс1уа йси1и ауаёап1щ1апп кош^икшуа уэ ^йстаг Ьах1ттёап саДэ о1тас1, аша^1 тауа ёэуэппэ уэ 1;окс1кап1;1ага даг§1 Даватк^та эбгэ ДаЪа уах$1 ЪесаЬ о1ипиг. В1г дауДа о1агад, аёсогЬс1уа йси1и акйу1эшёт1т1ш кбтйг, роНтег согбеп уэ чох1и сауДа исиг ТэЬп та1епа11аг1а ЪэуаТа кечтНг [6-8]. Уу^ип Ьоуад таёёэс йчйп согЬепйп сеч1ттёэ опип согЬс1уа уэ ге§епегас1уа о1ипта даЫНууэй, эйаф тйЫйп догиптас1 Ьах1ттёап Тэ1эЬ1эгэ иуЬип1иЬи пэ-гэгэ а1т1г.
АёсогЬс1уа ргосес1эппёэ 1э1;Ыд о1ипап согЬепйэг 1чэпстёэ ФосФогсах1ауап роНтег сог-Ьепйэг Ьбуйк тагад кэсб еШг [9].
ТэдШт о1ипап ШушИ сШеТ^к каичики эсастёа сШег о1иптиш роНтег согЬепйэ аг-сепаго III Ьоуад таёёэстт (АРВМ, 8хет 1) си1и тэЫи11аМап согЬс1уас1 о1иптишДиг.
Ргосесэ тйЪШп рН-1, согЬеп!;т т1дёап, Ьоуад таёёэстт Ьа§1апЬ1с да^кь уэ согЬмуа тйёёэ!! Ыт1 Фак1;ог1агт Тэст бугэш1т1шё1г.
ТэгЫЫпёэ тйэууэп т1дёаг агсеп о1ап хгото1;гор 1;игшисипип ¿и-аго1бгэтэс1 теТа1 юп1аппт срекгоФЫотеМк 1эу1ш йчйп эешш о1ипиг. АИВМ 1псап ощашгттэ пэФэс
уо11ап, эбг уэ ёэп уас11эс11э Дйштэк1э хэгчэпэ хэс1э11у1п1п уагаптаста сэЬэЬ о1а Ь11эг. Опип си1и тэЬ1и11агёа уо1 вег11эсэк 0.5 тдЛ-Шг [10]. Ве1э11к1э, АРВМ-1п сэй си1аппа ах1-ё11тастёап эууэ1 1;и11ап1;1 си1аппёап кэпаг1ашёт1тас1 гэгиг1ё1г. ГеуД е!;тэк 1аг1тД1г к1, АРВМ-1п согЬс1уаста Дак 1эёд1да11аг эёэЬ1ууа1ёа чох тэИДиДДиг [11].
Схет 1
58
FOSFORSAXLAYAN POLÍMER SORBENTL9 ARSENAZO III BOYAQ
t3crubi Hisse
Materiallar. Polimer sorbentin sintezi va qurulu^u haqqmda malumat avval darc olunmu$ icmal maqalada atrafli $arh olunmu^dur [12]. Tadqiqatlar йфйп ~0.41 mm ól9ülü fraksiya se9il-mi^dir. Sorbat kimi tamizlik daracasi "a.ü.t." olan ARBM [(HO)2C10H2(SO3H)2(N=NC6H4AsO3H2)2, 776.4 q/mol, ^max - 580 nm] gotürülmü^dür. ARBM-in ana mahlulu 1.0 q maddanin 1 litr deionla$mi£ suda (pH=6.9) hall olunmasi ila hazirlanmi^dir. I§9i mahlullar isa ana mahlulun du-rula^dirilmasi ila hazirlanmi^dir. Mühitin pH-i 0.1N qatiliqli HCl va NaOH mahlullarindan isti-fada etmakla tanzimlanmi^dir.
Metodlar. Boyaq maddasinin sorbsiyasi statik ^araitda 24±20C temperaturda aparilmi^dir. Aparilan tadqiqatlarda mühitin pH-i 1-9 (C0=60 mq/ l, В=0.1 l, g=0.33 q), ARBM-in ilkin qatiligi 10-100 mq/l, (pH=1, В=0.1 l, g=0.33 q), sorbentin miqdari 0.02-0.40 mq (pH=1, C0=60 mq/l, В=0.1 l), qari^dirma sürati 100-500 dovr/daq intervalinda dayi^dirilmi^dir. 24 saatdan sonra bark va maye fazalar bir-birindan ayrilmi^ va mahlulda boyaq maddasinin qatiligi UV-Vis spek-trofotometri ila tayin olunmu^dur.
Prosesa sorbsiya müddatinin tasirini oyranmak maqsadi ila uygun $artlar daxilinda (C=60 mq/l, В=0.1 l , g=0.33 q, pH=1) müayyan zaman fasilalarinda mahluldan nümunalar gotürülarak boyaq maddasinin qaliq miqdari müayyanla^dirilmi^dir.
Tacrübi naticalar polimerin boyaq maddasina gora sorbsiya tutumu (а, mq/q) va sorbsiya daracasi (R, %) kimi ifada olunmu$, a^agidaki formullarla hesablanmi^dir:
V
a = (C0 — C^r)-,
C — C R = Co Ctar 100%.
(1) (2)
burada C0, Ctar - boyaq maddasinin maye fazadaki ba^langic va tarazliqli qatiligi, mq/l; V -mahlulun hacmi, l; g - polimerin kütlasidir, q.
N8TlC8L8R ve ONLARIN MUZAKiReSi
Sorbentin funksional qruplarinin va boyaq maddasinin ionla^ma/dissosiasiya xassalari asas gotürülarak avvalca sorbsiyaya mahlulun pH-in tasiri tadqiq olunmu^dur. Naticalar $akil 1-da verilmi^dir.
95 т
70 -
0х ai
45 -
20
§экИ 1. Sorbsiya daracasinin mühitin pH-dan asililigi: Co=60 mq/l, F=0.1 1, g=0.33 q.
pH
Goründüyü kimi, pH-in a^agi qiymatlarinda sorbent yüksak, yuxari qiymatlarinda isa a^agi sorbsiya qabiliyyatina malikdir. Nisbatan tur$ mühitda polimer protonla§mi§ halda olur (pK=4.4, pK=8.6), boyaq maddasi molekulu isa ancaq sulfoqruplar hesabina qisman ionla^ir (pKj—2.5, pK2=0 [13]). Bu halda sorbsiya asasan koordinasion rabita hesabina ba$ verir. Zaif tur^u va neytral mühitlarda isa ham boyaq maddasi molekulunda arsenat fraqmenti hesabina
0
3
6
9
RM.ALOSMANOV, А.Э.ЭгКОУ
59
(рК3 уэ рК4=2.5, рК5 уэ рК6=5.3 [13]), Ъэт ёэ согЬепТёэ тэпй уйк1эпп рау1 аг^г уэ согЬ-с1уа агакг. рН-ып 7-ёэп Ьоуйк д1утэ11эгтёэ роНтег уэ АРВМ-Дэ тэпй уйк1эпп рауы ёаЪа Да агйг. Апсад Ьи ЪаШа Ьоуад таёёэстт аго1ё Фогтаёап 1аи1ютег чевгИтэ ЪесаЬта хтоп-Ыёгогоп Фогтаста кечтэс1 сйи ёэ ока согЬс1уаш Фэтт еШг [13].
"Воуад таёёэс1-роНтег согЬеп!" с^еттт дапшёт1та сйгэй Щэ11 о1ап таёёэшп тэЪ-1и1ёа рау1аптас1 уэ согЬепФ ёэпэ1эп эйайпёа хапс1 ФэЬэдэпт ФЬгта1аштаста Фэск еФШутёэп согЬс1уауа Да Фэск еШг. Арап1ап 1эёд1да11аМа тйэууэп о1иптишёиг Ы, дапшёт1та сйгэй 100-ёэп 350 ёоуг/ёэд-уэ айёщса согЬс1уапт ейекШу Дэ агйг. Ви пэйсэш сйгэйп агтас1 Иэ хапа ФэЬэдэшп Ыч11тэс1 уэ хапа ФэЬэдэёэп Шйияуа этсаИпт уйксэ1тэс1 Иэ 1гаЪ еТтэк о1аг. Геуё еТтэк 1аг1тё1г Ы, дапшё1гта ргосестт сйгэйэптэс хапс1 ФэЬэдэшп тйдаутэйш агаШ1г уэ с1сФет1 ёаЪа ЪэгэкэШ еШг. Гаг1шё1гта сйгэй ФакТоги апсад согЬс1уа тйёёэйпэ Фэск еёэгэк, ро-Нтепп согЬс1уа Шитипа 1эс1гс1г о1иг. 81сФетт дапшёт1та сйгэйпт 350-ёэп 500 ёоуг/ёэд-уэ уйксэ1тэс е1э ёэ эЬэт1ууэФ кэсЬ е!т1г.
ТиИапй си1апшп Фэт1г1эптэстт идйсаД Ьах1тёап э1вепшН йси11аппт 1ш1эпШЬ Ъаг1г-1аптастёа эсас рагатеЫэгёэп Ьт ёэ согЬс1уа тйёёэйШг. Уу^ип рагатеМп Фэут1 йчйп Ьоуад таёёэстт саЬк Ьа§1апЬ1с да-иЬЬтёа согЬмуа Фагаг11Ь1 тйэууэп1эшёт1т1шё1г. Арап1ап 1эёд1да1;1агт пэйсэ1эп шэкП 2-ёэ уеп1т1шё1г.
90 -I . .
60
0х
30
0 +-1-'-1
0 20 40 60
Zaman, dэq
Ргосест эууэНпДэ согЬепФёэ ЫФауэФ дэёэг акйв тэгкэг1эг уэ тэЫиШа Ьоуад таёёэсь пт гаТ111Ь1 чох оШиЬипёап согЬс1уа уйксэк сйгэйэ Ьаш вепг. 8огЬс1уапт сопипа ёо^ги сйгэФ агакг уэ с^етёэ ФагагИд 60 ёэд тйёёэйпёэ уагашг.
Тэт1г1эптэ ргосес1эп йчйп исйФаёэ о1ипап согЬепйэпп т1дёап опип согЬс1уа ТиТитипа пэгагэТ йчйп о1ипап тйЪйт рагатеТг1эгёэп ЬтШг. Араг11т1ш 1эёд1да11апп пэ11сэ1эг1
ШэкИ 3-ёэ уегИт1шё1г.
90 1 ^_.
60
0х а^
30
0
0 0.14 0.28 0.42
Sorbentin miqdaп, q
§экП 2. 8огЬс1уа дэгэсэ81п1п га-тапдап а811111ь1: С0=60 тг/1, К=0.1 /, Я=0.33 я, рН=1.
ШэкН 3. 8огЬс1уа дэгэсэ81п1п согЬеп11п т1-ядаппдап асыЛыЛы^ы: С0=60 тя/1, В=0.1 I, рН=1.
60
FOSFORSAXLAYAN POLIMER SORBENTL9 ARSENAZO III BOYAQ
Göründüyü kimi, sorbentin miqdarmm 0.21 q-а qadar artmasi sorbsiyanm effektliyinin xatti artmasina sabab olur (72.6 %). Sorbentin miqdarinin 0.33 q-a qadar yüksalmasi ila artim tempi saxlanilir. Sonra isa sorbsiya daracasinda stabillik mü^ahida olunur. Sorbentin kütlasinin artmasi ila mühitda sath sahasi va aktiv markazlarin sayi artdigindan sorbsiya effektliyi da yük-salir. Digar faktorlarin tasiri öyranilarkan sorbentin bu miqdari götürülmü^dür.
Бoyaq maddasinin bark va maye fazalar arasinda paylanmasina tasir edan asas faktorlardan biri da onun ilkin qatiligidir. Tadqiqatin naticalari cadval 1-da verilmi^dir.
Cadval 1. Polimerin sorbsiya tutumu va sorbsiya daracasinin boyaq maddasinin mahluldaki lkin qatiligindan asililigi
Co, mq / l 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90
fltar, mq/ q 1.43 2.78 3.97 5.30 8.06 10.44 13.2 15.72 17.93 19.58 20.56
R, % 94.4 91.7 87.4 87.5 88.7 86.1 87.1 86.7 84.5 80.8 75.4
Göründüyü kimi, boyaq maddasinin mahlulda nisbatan a^agi ba^langic qatiliqlarinda (C0<60 mmol/l) sorbsiya daracasi yüksak qiymatlara malikdir (R>86 %). Mahlulun nisbatan a^agi qatiliqlarinda mühitdaki sorbat molekullarinin kifayat qadari polimerin aktiv markazlarila qar^iliqli tasir imkanina malik oldugundan sorbsiya daracasi yüksak olur. ilkin qatiligin artmasi ila sorbsiya daracasi getdikca azalir. Mahlulun nisbatan yüksak qiymatlarinda sorbsiya markaz-lari doldugu ü9ün a^agi sorbsiya daracasi mü^ahida olunur. Boyaq maddasi mahlulunun ilkin qatiligi yüksaldikca polimerin sorbsiya tutumu da (atar) artir. 3vvalca atar yüksak templa artir, boyaq maddasi mahlulunun yüksak qatiliginda isa stabilla^ir. Bu onu göstarir ki, sorbsiya ü9ün polimer mahdud sayda aktiv markazlara malikdir.
Sonda isa alinmi§ naticalar adabiyyat malumatlari ila müqayisali §akilda cadval 2-da ve-rilmi^dir.
Cadval 2. AREM-in müxtalif sorbentlarla sorbsiyasinin naticalari
Sorbent C0, mq/ l V/g pH t, daq a, mq/q Р, %
Polimer sorbent 60 0.1/0.33 1 60 15.72 86.5
Aktivla§mi§ kömür* 25 0.1/1.8 1 40 1.39 99.1
Qoxlayli nanoboru* 25 0.05/0.04 1 15 31.20 99.1
*- bu naticalar adabiyyat malumatlaridir [11].
Gorunduyu kimi, tadqiq olunan polimer sorbentin ARBM-a gora sorbsiya qabiliyyati ak-tivla§mi§ komurun uygun xassalarindan ustun, 9oxlayli naoborunun uygun xassalarindan isa geri qalir. 3gar nanoborunun hazirlanmasinin murakkabliyini nazara alsaq, onda polimer sor-bent boyaq maddasinin sudan kanarla^dirilmasi u9un muvaffaqiyyatla tatbiq oluna bilar.
3D3BIYYAT SiYAHISI
1. Banat I.M., Nigam P., Singh D. // Bioresource Technology. 1996. V. 58. No 3. P. 217-227.
2. Azmi W., Kumar S.R., Banerjee U.C. // Enzyme and Microbial Technology. 1998. V. 22. No 1. P. 185-191.
3. Walker G.M., Weatherley L.R. // Environ Pollut. 2000. V. 108. No 2. P. 219-223.
4. Anjaneyulu Y., Samuel S., Sreedhara C.N. // Reviews in Environ Sci. and Biotechnology. 2005. V. 4. No 4. P. 245-273.
5. Dabrowski A. // Advanc. in Colloid and Interface Sci. 2001. V. 93. No 2. P. 135-224.
6. Suteu D., Bilba D. // Acta Chim. Slov. 2005. V. 52. No 1. P. 73-79.
7. Hwang C., Chen K.M. // J. of Applied Pol. Sci. 1993. V. 49. No 6. P. 975-989.
8. Ramakrishna K.R., Viraraghavan T. // Water Sci Technol. 1997. V. 36. No 2. P. 189-196.
9. Maharramov A.M., 3zizov A.3., Alosmanov R.M. Fosfor-uzvi ionitlar. Baki: Baki Duvlat Universitetinin na^riyyati, 2011. 112 s.
10. Baylor S.M., Hollingworth S., Hui C.S. // J. Physiology. 1986. V. 377. No 1. P. 89-141.
11. Ghaedi M., Shokrollahi A., Tavallali H. // Toxic and Environ Chemistry. 2011. V. 93. No 3. P. 438-449.
R.M.ALOSMANOV, A.e.ezIzov
61
12. Alosmanov R.M. // Kimya problemlari. 2012. № 1. S. 37-49.
13. Rowatt E., Williams R.J. // Biochem J. 1989. V. 259. No 4. P. 295-298.
ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ AРСЕНАЗО III ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ФОСФОРСОДЕРЖАЩИМ ПОЛИМЕРНЫМ СОРБЕНТОМ
Р.М.Алосманов, А.А.Азизов
Представлены результаты исследований сорбции из водных растворов красителя арсеназо III фосфорсодержащим полимерным сорбентом. Изучено влияние кислотности среды, концентрации красителя, количества сорбента, продолжительности сорбции и выявлены оптимальные условия сорбции.
Ключевые слова: фосфорсодержащие полимеры, арсеназо III, сорбция.
INVESTIQATION OF SORPTION OF АRSENAZO III DYE FROM WATER SOLUTIONS BY PHOSPHORUS-CONTAINING POLYMER SORBENT
R.M.Alosmanov, A.A.Azizov
The results of sorption investigations of Arsenazo III dye from water solutions by phosphorus-containing polymer sorbent have been presented. The effect of medium acidity, dye concentration, sorbents amount and sorption time have been studied and sorption optimal conditions have been revealed.
Keywords: phosphorus-containing polymers, arsenazo III, sorption.
