CC BY
29
Оригинальная статья / Original article УДК 66.067.8.081.3 + 66.011
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-351 -359
Моделирование процесса адсорбции в системе жидкость - твердое тело: регрессионный анализ извлечения меди из водных растворов цеолитом Холинского месторождения, модифицированным серосодержащим полимером
© В.С. Асламова*, Л.В. Шалунц**, М.В. Обуздина*, В.А. Грабельных***
* Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Российская Федерация ** Центр охраны окружающей среды ВСЖД - филиал ОАО «РЖД», г. Иркутск, Российская Федерация *** Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН, г. Иркутск, Российская Федерация
Резюме: В статье представлен химизм формирования эффективного сорбента для ионов тяжелых металлов путем модификации природного цеолита (клиноптилолитовый тип, Холинское месторождение). Модификация осуществлена путем нанесения сетки из серосодержащего полимера на поверхность цеолита. Для образования полимерной сетки элементную серу растворяли в системе гидразингидрат - моноэтаноламин для генерации полисульфид-анионов (в частности, анионов S2 ). При контакте полученного раствора серы с цеолитом полисульфид -анионы с участием моноэтаноламина, который входит в поры цеолита, концентрируются на поверхности. Дальнейшая поликонденсация анионов S2 - с 1,2,3-трихлорпропаном (отход производства эпихлор-гидрина) приводит к образованию сетчатого серосодержащего полимера, покрывающего поверхность цеолита. Получение такого сорбента позволяет сразу решить проблемы утилизации хлор-органических отходов и очистки технологических сред, содержащих тяжелые металлы. Извлечение металлов полученным сорбентом исследовано на модельных растворах с концентрацией металла 5000 мг/л, при этом получены обнадеживающие результаты по пяти металлам. В статье представлены детальные результаты извлечения ионов меди из водных растворов. Экспериментально получены данные по влиянию величины рН на эффективность сорбции ионов меди, а также термодинамические и кинетические характеристики адсорбции в статических и динамических условиях. Методом ИК-спектроскопии подтвержден комплексно-координационный механизм сорбции ионов Cu(II) модифицированным цеолитом. Поскольку при сорбции по комплексно -координационному механизму термодинамические и кинетические зависимости часто отклоняются от классических закономерностей, для обработки экспериментальных данных использован метод регрессионного анализа. С помощью этого метода получены нелинейные модели, которые достаточно точно описывают экспериментальные данные по извлечению ионов меди модифицированным цеолитом. Полученные регрессионные модели процесса могут быть использованы при дальнейшем исследовании нового сорбента и при проектировании установок извлечения соединений меди из технологических сред.
Ключевые слова: адсорбция, модифицированный цеолит, серный полимер, металлсодержащие технологические среды, медь
Информация о статье: Дата поступления 20 января 2019 г.; дата принятия к печати 7 июня 2019 г.; дата онлайн-размещения 28 июня 2019 г.
Для цитирования: Асламова В.С., Шалунц Л.В., Обуздина М.В., Грабельных В.А. Моделирование процессов адсорбции в системе жидкость - твердое тело: регрессионный анализ извлечения меди и цинка из водных растворов цеолитом Холинского месторождения, модифицированным серосодержащим полимером // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9, N 2. С. 351-359. DOI: 10.21285/2227-2925-2019-9-2-351-359
Modelling the process of adsorption in the liquid-solid system: Regression analysis of copper extraction from aqueous solutions by zeolite from the Kholinskoye deposit modified by a sulphur-containing polymer
© Vera S. Aslamova*, Liana V. Shalunc**, Marina V. Obuzdina*, Valentina A. Grabel'nykh***
* Irkutsk state Transport University, Irkutsk, Russian Federation
** Center of environmental protection East-Siberian railway - branch of JSC «RRW», Irkutsk, Russian Federation *** A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry SB RAS, Irkutsk, Russian Federation
Abstract: This article describes the formation of an effective sorbent for heavy metal ions by modifying natural zeolite (clinoptilolite type, Kholinskoye deposit). The modification was carried out by applying the network of a sulphur-containing polymer on the zeolite surface. For the formation of a polymer network, elemental sulphur was dissolved in the hydrasine hydrate-monoethanolamine system to generate polysulphide anions (in particular, S22). During the contact of the obtained sulphur solution with zeolite, polysulphide anions and the mo-noethanolamine entering the zeolite pores were concentrated on the surface. Further polycondensation of S22 anions with 1,2,3-trichloropropane (epichlorohydrine production waste) resulted in the formation of a reticulated sulphur-containing polymer covering the zeolite surface. Such a sorbent provides immediate solution to the problems concerned with utilisation of organochlorine wastes and purification of technological media containing heavy metals. Extraction of metals by the obtained sorbent was studied using model solutions with a metal concentration of 5000 mg/L. Encouraging results were obtained for five metals. Detailed information on the extraction of copper ions from aqueous solutions is presented. Experimental data was obtained on the effect of pH on the sorption efficiency of copper ions, as well as on the thermodynamic and kinetic characteristics of adsorption under static and dynamic conditions. The complex coordination mechanism of Cu (II) sorption by modified zeolite was confirmed using IR-spectroscopy. Since the thermodynamic and kinetic dependencies frequently deviate from the classical laws during sorption by the complex coordination mechanism, regression analysis was used to process the experimental data. As the result, nonlinear models were obtained fairly accurately describing experimental data on the extraction of copper ions by modified zeolite. The obtained regression models can be applied in further research of the new sorbent and in designing installations for extracting copper compounds from technological media.
Keywords: adsorption, modified zeolite, sulphur polymer, metal-containing process media, copper
Information about the article: Received January 20, 2019; accepted for publication June 7, 2019; available online June 28, 2019.
For citation: Aslamova, V.S., Shalunc, L.V., Obuzdina M.V., Grabelnykh V.A. Modelling the process of adsorption in the liquid-solid system: Regression analysis of copper extraction from aqueous solutions by zeolite from the Kholinskoye deposit modified by a sulphur-containing polymer. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya [Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology]. 2019, vol. 9, no. 2, pp. 351-359. (In Russian). DOI: 10.21285/2227-2925-2019-9-2-351-359
ВВЕДЕНИЕ
Адсорбция в системе «жидкость - твердое» является одним из наиболее сложных, с математической точки зрения, процессов химической технологии. Особенно трудно теоретически описать процесс извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов твердыми адсорбентами, которые функционируют по комплексно-координационному механизму сорбции. Подобные процессы встречаются в аналитической химии, применяются при очистке промышленных стоков от тяжелых металлов. Наиболее теоретически обоснована ионообменная
адсорбция1 [1-5], тогда как теория сорбции по комплексно-координационному механизму практически не развита.
Цеолиты, хотя и обладают адсорбционной способностью к ионам тяжелых металлов, реализуемой в основном за счет ионного обмена, но их адсорбционная активность невысока [6, 7]. В этой связи перспективным является модификация
1 Дубинин М.М. Адсорбция и пористость: учеб. пособие. М.: Изд-во ВАХЗ, 1972, 128 с. / Dubinin M.M. Adsorbtsiya i poristost' [Adsorption and porosity]. Moscow: VHS Publ., 1982, 172 p.
цеолитного сорбента для увеличения его сорб-ционной активности [8]. Применительно к природному цеолиту (клиноптилолитовый тип, Хо-линское месторождение) в качестве модификаторов поверхности в работе [9] были выбраны кремнеорганические соединения (тетраэтокси-силан и гексаметилдисилазан), способствующие гидрофобизации поверхности. Модификаторы вместе с цеолитом 30 мин выдерживали в толуоле. Соотношение модификатор:цеолит по массе выбиралось 1 к 100. В течение трех суток модифицированный цеолит подвергали сушке на воздухе, потом 6 ч высушивали при температуре 110 °С. Полученный сорбент рекомендуется использовать при небольшой концентрации солей никеля и цинка (до 10 мг/л) в промышленных стоках. Максимально достигнутая емкость сорбции составила, мг/г: по никелю - 94, по цинку -95. Повышение сорбционной емкости модифицированного цеолита по сравнению с природным объясняется его большей поропроницае-мостью для ионов и дополнительной комплексно-координационной адсорбцией [10].
Тяжелые металлы, относящиеся к тиоло-вым ядам, имеют высокое сродство с атомами серы и образуют с ионами серы устойчивые нерастворимые в воде сульфиды, а с атомами серы, которые присутствуют в органических молекулах, - прочные координационные соединения. По этому принципу создаются эффективные экстрагенты [11] и сорбенты2 для извлечения металлов из технологических сред. Поэтому модификация цеолита серосодержащим полимером позволяет разработать сорбент, активный по отношению к тяжелым металлам.
В работах [12, 13] представлены результаты исследований способов создания серосодержащих полимеров, где в качестве центров поликонденсации выступают твердые частицы. При воздействии серы на щелочной гидразино-вый раствор были получены полисульфид-анионы ^п2-). Предварительно анионы были адсорбированы на поверхность золошлакового материала или нефтекокса, что и обеспечивало дальнейшую поликонденсацию с участием твердых частиц и трихлорпропана. Однако природные цеолиты практически не могут адсорбировать анионы, поэтому получить покрытие их поверхности серосодержащим полимером этим методом не удалось. При создании сорбента -цеолита, модифицированного серосодержащим полимером, использован не щелочной раствор гидразингидрата, а система моноэтаноламин-гидразингидрат.
Лейкин Ю.А. Физико-химические основы синтеза полимерных сорбентов: учеб. пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 413 с. / Leikin Yu.A. Fiziko-khimicheskie osnovy sinteza polimernykh sorbentov [Physical and chemical bases of synthesis of polymeric sorbents]. Moscow: BINOM. Laboratoriya znanii Publ., 2011, 413 p.
Цель настоящей работы - моделирование процессов адсорбции в системе «жидкость -твердое» с использованием регрессионного анализа экспериментальных данных по извлечению меди из водных растворов цеолитом Хо-линского месторождения, модифицированным серосодержащим полимером.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Новый сорбент получен модификацией природного цеолита путем растворения серы в системе моноэтаноламин - гидразингидрат (мольное отношение 1:10) при мольном соотношении S: моноэтаноламин = 6:1 [14], что приводит к образованию анионов S22" на поверхности цеолита [15].
Растворение серы подчиняется следующим уравнениям [14]:
N2H4 H2O + 4S+ 4HOCH2CH2NH
12 ■
^ 2(HOCH2CH2NH3)2S2 + N + H2O
+ 4S ^ 2(N2H5hS2 + N2 + 5H2O
Образующиеся дисульфиды гидразиния (^Н5)2% и гидроксиэтиламмония (НОСН2СН^Н3)2% в гидразингидрате диссоциируют на ионы, как в полярном растворителе:
(НОСН2 СН^Н3)^2 ^ 2НОСН2СН^Н3+ + S22" (^Н5)^2 ^ 2^Н5+ + S22"
Катионы, образующиеся в ходе диссоциации, могут адсорбироваться цеолитом, в том числе проникать в полости каркаса цеолитовой структуры. Находящиеся вблизи поверхности цеолита противоионы S22" компенсируют знакоположительный заряд, образующийся при адсорбции катионов. Добавление 1,2,3-трихлор-пропана (основного отхода производства эпи-хлоргидрина), приводит к поликонденсации, в которой участвуют анионы S22":
При покрытии образующимся сетчатым полимером поверхности частиц цеолита получаются однородные по составу гранулы слабо желтой окраски [15].
Эксперименты показали, что количество цеолита нужно выбирать в соотношении по массе цео-лит:сера = 5:1. Если уменьшить массу цеолита, то образовавшийся в водном растворе полимер не осаждается на поверхность цеолита. Увеличение массы цеолита ведет к неравномерности покрытия поверхности цеолита серным полимером.
Атомное отношение = 1:1 (мольное -1:3) выбиралось из стехиометрического соотношения, при котором анион S2 "может заместить 2 атома С| в трихлорпропане [15].
Методика получения нового модифицированного цеолита. В смесь гидразингидрата (масса 10,5 г или 0,21 моль) и моноэтаноламина (масса 1,28 г или 0,021 моль) вводили растертую в порошок серу (масса 4,0 г или 0,125 моль). При температуре 60-65 °С смесь тщательно перемешивали в течение 3,5 ч, захолаживали до комнатной температуры и добавляли 20 г природного цеолита со средним размером частиц 5 мм. Перемешивая, вводили 21 г гидразингидрата и ка-пельно добавляли 6,2 г (0,042 моля) 1,2,3-три-хлорпропана. Далее еще 3 ч реакционная смесь перемешивалась в шейкере при комнатной температуре. Осадок фильтровали, промывали водой, затем ацетоном и высушивали в вакууме. Полученный осадок массой 23,5 г разделили на две фракции - № 1 и № 2. Состав органогенных элементов в средней пробе сорбентов представлен в табл. 1.
Отметим, что адсорбенты не плавятся до температуры 350 °С, а выше этой температуры наблюдается разложение поверхностного полимера.
Образование комплексов тяжелых металлов на поверхности модифицированных цеолитов подтверждали методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Влияние модификации на структуру природных цеолитов подтверждается характером ИК-спектров, полученных на ИК-Фурье спектрометре Vertex70 (Аналитический центр коллективного пользова-
Состав органогенных элементов в средней пробе адсорбентов Organic part composition in average sample of adsorbents
ния СО РАН).
Исследование сорбционной активности. Предварительно устанавливали максимальную эффективность сорбции полученными адсорбентами № 1 и № 2 на модельных растворах солей металлов с концентрацией ионов 5000 мг/л: NiCl2, CuCl2, CdCl2, Zn(NO3)2, Pb(NO3)2, Hg(NO3)2. Методика экспериментального исследования сорбции ионов тяжелых металлов в статических условиях следующая.
Навеску сорбента (масса m = 0,5 г) встряхивали 3 ч с исследуемым раствором соли объемом V = 50 мл шейкером «S-3.02.08.M». Концентрация оставшихся ионов металлов определялась анализатором жидкости «Флюо-рат-02» и фотоколориметром КФК-3-«30МЗ» дитизоновым методом [16].
Величина сорбции А, мг/г, оценивалась по изменению содержания ионов металла в водном растворе:
А = V(C0 - Ck)/m,
где Ck и С0 - конечная и начальная концентрации (мг/л) ионов металлов в растворе.
Степень извлечения ы, % иона из раствора определяли по соотношению:
ы = 100% • (C0 - Ck)/ C0.
В табл. 2 указана максимальная способность разработанных сорбентов к извлечению ионов тяжелых металлов из водных растворов при С0 = 5000 мг/л [15].
Таблица 1 Table 1
Адсорбент Размер Масса, г Потемнение Состав адсорбента, %*
частиц, мм при температуре, °С С Н N S Cl
N1 1-2 10,73 240 11,12 2,12 0,94 31,07 1,92
N2 2,5-5,0 12,54 260 9,02 1,71 0,84 22,19 1,54
*Остальное - элементы, входящие в состав цеолита.
Таблица 2
Адсорбционная емкость сорбентов 1 и 2
Table 2
Adsorption capacity of sorbents 1 and 2
Металл Используемый сорбент А, мг/г ш, %
Ni № 1 398 80
№ 2 494 98
Cu № 1 287 57
№ 2 216 44
Cd № 1 262 52
№ 2 248 50
Zn № 1 268 54
№ 2 210 42
Pb № 1 432 86
№ 2 469 92
Hg № 1 437 87
№ 2 366 75
В дальнейших исследованиях использовался сорбент № 1 для извлечения ионов меди из водных растворов. Изотермы сорбции получены в динамических условиях. Навеску сорбента (m = 0,2 г) помещали в стеклянную трубку и пропускали модельные растворы с различной концентрацией ионов меди. Сорбцию в этом случае проводили до появления ионов меди на выходе из сорбционной колонки.
Влияние рН на сорбционную активность и кинетика сорбции исследованы в статических условиях. При этом использовались модельные растворы V = 20 мл с концентрацией ионов меди до 1 мг/л, поскольку адсорбционные методы применяются при небольших концентрациях адсорбата. В этих случаях наблюдалось полное поглощение ионов меди. Величину Ск ионов меди определяли фотометрическим методом.
Каждая точка на приведенных ниже графиках - среднеарифметическое значение трех опытов при условии отклонения результатов экспериментов не более чем на 10%. В случае превышения указанного отклонения проводились дополнительные опыты.
Содержание ионов Н+ в растворе (рН) определяли с помощью рН-метра (рН-410) и регулировали добавлением 0,1 н раствора HCl или NaOH.
Статистическая обработка опытных данных выполнялась в пакете Statgraphics Plus. По максимальному значению коэффициента детерминации (R , %) определялся вид регрессионной модели. Его значение демонстрирует, какой процент опытных данных удовлетворяет найденной регрессии. Для оценки тесноты связи между зависимой и независимой переменными использовался скорректированный коэффициент детерминации (R2G, %), для оценки
точности модели - среднеквадратическая а и абсолютная А ошибки, критерий Дарбина - Уот-сона (ФЩ свидетельствовал об отсутствии автокорреляции в экспериментальных данных.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Было проведено сравнение ИК-спектров природного и модифицированного серосодержащим полимером цеолитов, а также сорбента, насыщенного ионами меди. В спектрах наблюдаются следующие различия:
- помимо полос, обусловленных каркасом цеолита, у модифицированного цеолита появляются полосы, отвечающие валентным колебаниям С-Н (2903 и 2955 см-1), а также полоса средней интенсивности 1401 см-1, соответствующая колебаниям каркаса C-S-C в полимере [17];
- при насыщении сорбента ионами меди полосы 1401, 2903 и 2955 см-1 существенно подавляются, причем две последние полосы претерпевают сдвиги в коротковолновую область.
Все это указывает на участие фрагментов С^-С в координации с ионами меди.
Полосу колебаний УС^ трудно идентифицировать, поскольку она проявляется в области, свойственной колебаниям атомов в каркасе цеолита.
Методом энергодисперсионной рентгено-спектроскопии показано, что на поверхности цеолита после извлечения Си2+ из водного раствора появляется излучение, соответствующее присутствию меди на сорбенте (рис. 1). Эти данные отражают наличие ионов меди только на поверхности, а не внутри сетки полимера, поэтому их содержание достаточно низкое (1,3%). По-видимому, основная часть ионов меди входит внутрь сетки полимера и в полости цеолита.
Рис. 1. Массовая доля элементов на поверхности сорбента
Fig. 1. Mass fraction of elements on the surface of the sorbent == ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ / CHEMICAL TECHNOLOGY
Влияние рН на адсорбционную активность А, мг/г сорбента представлено на рис. 2 (С0 = 0,05 мг/л). Точки - экспериментальные данные, линия - регрессионная зависимость влияния рН, описываемая моделью:
A = 4,204 - 0,217 • рН + 0,01 0 • рН3 - 1,16 • 10-5 • рН6. (1)
Из рис. 2 видно, что максимальная сорб-ционная емкость Си2+ для нового сорбента наблюдается в нейтральной среде при значении рН, равном 7, которое соответствует значению рН некоторых технологических сред. Этот вывод корреспондируется с [18]. Минимум на кривой A = /(рН) при рН = 3 может быть обусловлен образованием анионных комплексов меди (типа [СиС1]42-) в высоко кислых средах.
На рис. 3 приведена зависимость адсорбционной активности А, мг/г по отношению к ионам Си от С0, мг/л при различных температурах, адекватно описываемые следующими моделями:
Т= 2 0 °С; А = 46,446 • С00,5 - 89,846 • С0; (2)
А, мг/г
Т= 60 °С; А = 60,019 • Cq0,5 - 147,307 • C0 (3)
4,9
4.6 4,3
4,0
3.7
.2+
Время адсорбции - 3 ч, рН = 7. Установлено, что процесс адсорбции Си2 - эндотермический, так как сорбционная емкость сорбента с повышением температуры возрастает. Об этом также свидетельствует увеличение значения dA/dCo с повышением температуры, по-видимому, за счет роста скорости внешней диффузии.
Закономерности кинетики сорбции ионов меди от времени адсорбции t, мин, при различных значениях С0 и температуре 20 °С описываются следующими моделями и представлены на рис. 4:
Со = 0,04 мг/л; А = 1,111 • I0,3 - 0.074 • 1; (4)
Со = 0,06 мг/л; А = 1,558 • 10,5 - 0,100 • 1. (5)
Об адекватности найденной регрессии опытным данным можно судить по показателям, приведенным в табл. 3.
Рис. 2. Зависимость извлечения Cu2+ от pH водного раствора
2+
Fig. 2. Relationship between Co extraction and pH of the aqueous solution
А, мг/г
А, мг/г
5 4 3 2 1 0
0
0,01
0,02
0,03
а
0,04
0,05 C0, мг/г
6 _
0
0,01 0,02 0,03
0,04 0,05 Cq, мг/г
b
Рис. 3. Изотермы адсорбции ионов Cu при температурах, °С: 20 (а), 60 (b)
Fig. 3. Adsorption isotherms of Cu ions at temperatures, °C: 20 (a), 60 (b) — ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ / CHEMICAL TECHNOLOGY
А, мг/г
4
3 2 1 0
А, мг/г
5 4 3 2 1 0
60 а
t, мин
60 b
t, мин г
.2+
Рис. 4. Кривые кинетики сорбции Cu при различных С0, мг/л: 0,04 (а); 0,06 (b)
2+
Fig. 4. Sorption kinetics curves of Cu at different C0, mg/l: 0.04 (a); 0.06 (b)
Критерии адекватности регрессионных моделей
Criteria for the adequacy of regression models
Таблиц 3
Table 3
Номер модели r2,% R2c, % DW о А
(1) 96,47 94,35 2,71 0,11 0,07
(2) 97,68 97,35 2,59 0,33 0,17
(3) 98,86 98,70 2,20 0,24 0,16
(4) 98,50 98,12 1,86 0,22 0,14
(5) 97,90 97,38 2,17 0,37 0,25
Следует отметить, что адсорбционный процесс протекает довольно интенсивно и время установления равновесия не превышает 1 ч.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Описан более подробно способ модификации структуры природного цеолита серосодержащим полимером в виде сетки, которая образована путем использования растворения серы при комнатной температуре в системе моно-этаноламин-гидразингидрат и конденсации с 1,2,3-трихлорпропаном. Результатом нанесения серосодержащей сетки полимера является не только гидрофобизация поверхности цеолита, но и появление в его составе атомов серы, что способствует увеличению избирательной способности к ионам тяжелых металлов (Си, Ы
гп, С^ Нд, РЬ).
Изменения в ИК-спектрах природного и модифицированного серсодержащим полимером цеолитов и сорбента, насыщенного ионами меди, подтверждают участие атомов серы в процессе сорбции по комплекснокоординацион-ному механизму.
На модельных растворах исследована адсорбционная способность модифицированного цеолита. Представленные экспериментальные результаты демонстрируют эффективное извлечение ионов меди из водных растворов.
Полученные регрессионные модели могут быть использованы при проектировании установок извлечения соединений меди( II) из технологических сред с применением нового сорбента.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1984. 592 с.
2. Колотов Ю.А., Золотарев П.П., Елькин Г.Э. Теоретические основы ионного обмена. Сложные ионообменные системы. Л.: Химия, 1986. 280 с.
3. Inamuddin Dr., Mohammad Luqman. Ion Exchange Technology I. Theory and Materials. Springer Science & Business Media Springer. -Dordrecht. Heidelberg. New York. London, 2012. 550 p. DOI: 10.1007 / 978-94-007-4026-6
4. Dabrowski A., Hubicki Z., Podkoscielny P., Robens E. Selective removal of the heavy metal ions from waters and wastewaters by ion-exchange
method // Chemosphere. 2004. Vol. 56. Issue 2. P. 91-106. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2004.03.006
5. Yamazaki H., Inoue Y., Kikuchi N., Kuriha-ra H. Ion-exchange properties and thermal stability of hydrous titanium (IV) - zirconium (IV) oxide ion exchanger // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1991. Vol. 64. No. 2. P. 566-575.
6. Обуздина М.В., Руш Е.А., Корчевин Н.А., Шалунц Л.В. Перспективные направления решения экологических проблем на объектах железнодорожного транспорта // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. N 7. С. 149-155.
7. Челищев Н.Ф., Беренштейн Б.Г., Володин В.Ф. Цеолиты - новый тип минерального сырья. М.: Недра, 1987. 82 с.
8. Домрачева В.А., Вещева Е.Н. Модифицирование углеродных сорбентов для повышения эффективности извлечения тяжелых металлов из сточных вод и техногенных образований // Вестник ИрГТУ. 2010. N 4 (44). С. 134-138.
9. Пат. № 2524111, Российская Федерация. Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции. Фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента / А.В. Макаров, А.К. Халиуллин, Е.А. Руш, М.В. Обуздина, О.Н. Игнатова; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ИрГУПС. № 2012100223; заявл. 10.01.2012, опубл. 27.07.2014, Бюл. № 21.
10. Макаров А.В., Синеговская Л.М., Корче-вин Н.А. Физико-химические исследования процесса адсорбции ионов тяжелых металлов на модифицированных алюмосиликатах // Вестник ИрГТУ. 2013. N 2 (73). С. 147-154.
11. Муринов Ю.И., Майстренко В.Н., Афза-летдинова Н.Г. Экстракция металлов S, N-орга-ническими соединениями. М.: Наука, 1993. 192 с.
12. Пат. № 2324536, Российская Федерация. Способ получения сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов / Т.А. Запорожских, Я.К. Третьякова, И.В. Корабель, Н.В. Руссавская, Я.Н. Силинская, Н.А. Корчевин; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ИрГУПС. № 2006120112; заявл. 18.07.2006, опубл. 20.05.2008, Бюл. № 14.
13. Пат. № 2475299, Российская Федера-
1. Kel'tsev N.V. Osnovy adsorbtsionnoi tekhniki [Basis of adsorption technique]. Moscow: Khimiya Publ., 1984, 592 p.
2. Kolotov Yu.A., Zolotarev P.P., El'kin G.E. Teoreticheskie osnovy ionnogo obmena. Slozhnye ionoobmennye sistemy [Theoretical basis of ion exchange. Complicated ion exchange systems]. Leningrad: Khimiya Publ., 1986, 280 p.
3. Ion Exchange Technology I. Theory and Materials. I. Dr., M. Luqman. Eds. Dordrecht, Heidelberg, New York, London: Springer Science & Business Media Springer, 2012, 560 p.
4. Dabrowski A., Hubicki Z., Podkoscielny P., Robens E. Selective removal of the heavy metal ions from waters and wastewaters by ion-exchange method. Chemosphere. 2004, vol. 56, issue 2, pp. 91-106. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2004.03.006
5. Yamazaki H., Inoue Y., Kikuchi N., Kuriha-ra H. Ion-exchange properties and thermal stability of hydrous titanium (IV) - zirconium (IV) oxide ion exchanger. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1991, vol. 64, no. 2, pp. 566-575.
6. Obuzdina M.V., Rush E.A., Korchevin N.A., Shalunts L.V. Perspective directions for solving environmental problems at railway facilities. Vestnik tekhnologicheskogo universiteta. 2017, vol. 20, no. 7, pp. 149-155. (In Russian)
7. Chelishchev N.F., Berenshtein B.G., Volo-din V.F. Tseolity - novyi tip mineral'nogo syr'ya [Ze-
ция. Способ получения серосодержащих сорбентов для очистки сточных вод от тяжелых металлов / А.В. Рединова, О.Н. Игнатова, В.А. Грабельных, Е.П. Леванова, Н.В. Руссавская, С.В. Терек, Н.А. Корчевин; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ИрГУПС. № 2019153438; заявл. 27.12.2010, опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5.
14. Дерягина Э.Н., Леванова Е.П., Грабельных В.А., Сухомазова Э.Н., Руссавская Н.В., Корчевин Н.А. Тиилирование полиэлектрофи-лов серой в системе гидразингидрат - амин // Журнал общей химии. 2005. Т. 75. Вып. 2. С. 220-225.
15. Пат. № 2624319. Российская Федерация. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ИрГУПС. № 2016112068; заявл. 30.03.2016; опуб. 03.07.2017, Бюл. № 19.
16. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. М.: Мир, 1971. 502 с.
17. Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрометрическая идентификация органических соединений / пер. с англ. Н.М. Сергеева, Б.Н. Тарасевича. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. 557 с.
18. Wan Ngah W.S., Endud C.S., Mayanar R. Removal of copper(II) ions from aqueous solution onto chitosan and cross-linked chitosan beads // Reactive and Functional Polymers. 2002. Vol. 50. Issue 2. P. 181-190. https://doi.org/10.1016/S1381-5148(01)00113-4
olites as a new type of mineral raw materials]. Moscow: Nedra Publ., 1987, 82 p.
8. Domracheva V.A., Veshcheva E.N. Modification of carbon sorbents to improve the efficiency of extraction of heavy metals from wastewater and anthropogenic formations. Vestnik Irkutskogo gosu-darstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2010, no. 4 (44), pp. 134-138. (In Russian)
9. Makarov A.V., Khaliullin A.K., Rush E.A., Obuzdina M.V., Ignatova O.N. Sposob ochistki sto-chnykh vod ot tyazhelykh metallov metodom ad-sorbtsii. Fil'truyushchii material (sorbent) i sposob polucheniya sorbenta [Method for wastewater treatment from heavy metals by adsorption. Filter material (sorbent) and method for producing sorbent]. Patent of RF, no. 2524111, 2014.
10. Makarov A.V., Sinegovskaya L.M., Korchevin N.A. Physico-chemical studies of adsorption of heavy metal ions on modified aluminosilicates. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnich-eskogo universiteta. 2013, no. 2 (73), pp. 147-154. (In Russian)
11. Murinov Yu.I., Maistrenko V.N., Afzaletdino-va N.G. Ekstraktsiya metallov S, N-organicheskimi soedineniyami [Extraction of metals by S, N-organic compounds]. Moscow: Nauka Publ., 1993, 192 p.
12. Zaporozhskikh T.A., Tret'yakova Ya.K., Korabel' I.V., Russavskaya N.V., Silinskaya Ya.N., Korchevin N.A. Sposob polucheniya sorbenta dlya
ochistki stochnykh vod ot tyazhelykh metallov [Method for producing sorbent for wastewater treatment from heavy metals]. Patent of RF, no.2324536, 2008.
13. Redinova A.V., Ignatova O.N., Grabel'nykh V.A., Levanova E.P., Russavskaya N.V., Terek S.V., Korche-vin N.A. Sposob polucheniya serosoderzhashchikh sorbentov dlya ochistki stochnykh vod ot tyazhelykh metallov [Method for producing sulfur sorbents for wastewater treatment from heavy metals]. Patent of RF, no. 2475299, 2013.
14. Deryagina E.N., Levanova E.P., Grabel'nykh V.A., Sukhomazova E.N., Russavskaya N.V., Korchevin N.A. Thylation of polyelectrophils with sulfur in the hydrazine hydrate-amine system. Zhurnal obshchei khimii. 2005, vol. 75, issue 2, pp. 220-225. (In Russian)
15. Obuzdina M.V., Rush EA, Dneprovskaya A.V., Shalunts L.V., Ignatova O.N., Levanova E.P., Grabel'nykh V.A., Rozentsveig I.B., Korchevin N.A.
Критерии авторства
Асламова В.С., Шалунц Л.В., Обуздина М.В., Грабельных В.А. выполнили экспериментальную работу, на основании полученных результатов провели обобщение и написали рукопись. Асламова В.С., Шалунц Л.В., Обуздина М.В., Грабельных В.А. имеют на статью равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Асламова Вера Сергеевна, СЕЗ
д.т.н., профессор,
Иркутский государственный университет
путей сообщения,
e-mail: [email protected]
Шалунц Лиана Валерьевна,
соискатель,
Центр охраны окружающей среды ВСЖД - филиал ОАО «РЖД», e-mail: [email protected]
Обуздина Марина Владимировна,
к.т.н., доцент,
Иркутский государственный университет путей сообщения, e-mail: [email protected]
Грабельных Валентина Александровна,
к.х.н., научный сотрудник, Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, e-mail: [email protected]
Sposob polucheniya sorbenta dlya izvleche-niya soedinenii tyazhelykh metallov iz stochnykh vod [Method for obtaining sorbent for extraction of heavy metals from wastewater]. Patent of RF, no. 2624319, 2017.
16. Marchenko Z. Fotometricheskoe opredele-nie elementov [Photometric determination of elements]. Moscow: Mir Publ., 1971, 502 p.
17. Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J. Spectrometric identification of organic compounds. John Wiley & Sons Inc. (Russ. Ed. Sil'verstein R., Vebster F., Kiml D. Spektrometricheskaya identif-ikatsiya organicheskikh soedinenii. Moscow: BINOM. Laboratoriya znanii Publ., 2014, 557 p.)
18. Wan Ngah W.S., Endud C.S., Mayanar R. Removal of copper(II) ions from aqueous solution onto chitosan and cross-linked chitosan beads. Reactive and Functional Polymers. 2002, vol. 50, issue 2, pp. 181-190. https://doi.org/10.1016/S1381-5148 (01)00113-4
Contribution
Vera S. Aslamova, Liana V. Shalunc, Marina V. Obuzdina, Valentina A. Grabel'nykh carried out the experimental work, on the basis of the results summarized the material and wrote the manuscript. Vera S. Aslamova, Liana V. Shalunc, Marina V. Obuzdina, Valentina A. Grabel'nykh have equal author'srights and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
AUTHORS' INDEX
Vera S. Aslamova, IS) Dr. Sci. (Engineering), Professor, Irkutsk State Transport University, e-mail: [email protected]
Liana V. Shalunc,
Applicant,
Center of environmental protection of East-Siberian Railway - branch of JSC «RRW», e-mail: [email protected]
Marina V. Obuzdina,
Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Irkutsk State Transport University, e-mail: [email protected]
Valentina A. Grabel'nykh,
Ph.D. (Chemistry), Researcher, A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry SB RAS, e-mail: [email protected]
