CC BY
67
В блоке справочной информации мы выделяем: распространённые в практике пожаротушения пути решения поставленных задач, нестандартные подходы к ликвидации чрезвычайных ситуаций, обобщённый опыт ведущих специалистов в области пожаротушения, эффективные способы исключения экстремальных ситуаций в трудовой деятельности.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ СОРБЕНТОВ
А. А. Гапеев А. М. Чуйков, к. т. н.
А. В. Мещеряков, доцент, к. т. н.
М. В. Мамонтов, к. т. н.
Воронежский институт ГПС МЧС России, Воронеж
Ионообменники нашли широкое применение в промышленности и научных исследованиях, с их использованием решаются разнообразные задачи — умягчение и деминерализация воды, удаление электролитов из различных сред, очистка, аминокислот, антибиотиков, выделение веществ из растворов и газовоздушных сред, выделение ценных или вредных веществ из сбросовых растворов различных производств, разделение смесей близких по свойствам веществ.
С помощью ионного обмена можно решить большинство задач разделения смесей, вплоть до разделения изотопов, в большинстве случаев это оказывается неоправданно дорого. Сами селективные ионообменники оказались слишком дорогими, а при их использовании требовались очень большие количества вспомогательных реактивов для вытеснения сорбированных ионов и регенерации. В результате, как указали в начале 1990 годов авторы обзора [1], из великого множества синтезированных хелатообразующих ионообменных материалов, в западных странах в промышленном масштабе выпускались и использовались лишь несколько. Эти авторы среди таких сорбентов указали лишь четыре - ионообменники с иминодиацетатными и тиольными группами, а также ионообменники с аминофосфоновыми группами и амидоксимными группами. Сорбенты с аминофосфоновыми группами проявляют очень высокую селективность к ионам металлов, способным образовывать комплексы, в концентрированных растворах солей щелочных металлов и поэтому нашли очень широкое применение для глубокой очистки рассолов, а также для решения широкого круга других задач.
В начале 1970-х годов появились сообщения о принципиально новом типе матрицы на основе сшитого полистирола - так называемом сверхсшитом полистироле, предложенном В. А. Даванковым, С. Б. Рогожиным и М. П. Цюрупой в Институте элементорганических соединений АН СССР [2 - 4]. Настоящую известность новый тип матриц приобрел уже в 1990-х годах, когда компания Ри-
гоШе наладила выпуск таких матриц, а также выпуск сорбентов, в которых обменные группы привиты к сверхсшитой полистирольной матрице, и новые материалы нашли очень большое количество областей применения [5, 6].
Сополимеры стирола с дивинилбензолом пространственного строения являются наиболее широко используемой матрицей при синтезе хелатных сорбентов. Процентное содержание дивинилбензола определяет степень сшивки, которая, в свою очередь, влияет на многие физико-химические и аналитические характеристики сорбента. Чаще всего применяют сильно сшитые сорбенты (10 % и более дивинилбензола), представляющие собой мелкие зерна [7, 8]. Необходимо отметить ряд преимуществ сорбентов на основе сополимеров стирола с дивинилбензолом: эти сорбенты также характеризуются высокой стойкостью к агрессивным средам; их можно использовать для сорбции в статических и динамических условиях, в большинстве случаев регенерировать и использовать многократно; лучшими кинетическими характеристиками обладают хелатные сорбенты на основе полимеров макропористой структуры.
Хелатообразующие и комлексообразующие сорбенты изучались с 60-х годов [9, 10] и до настоящего времени [11, 12]. Стремление синтезировать ионо-обменники, обладающие повышенной селективностью к отдельным ионам, привело к появлению ряда полимерных сорбентов, содержащих специфические группировки атомов, характерные для отдельных ионов.
Поглощение органических соединений ионообменниками является сложным процессом, который может протекать как по ионообменному механизму, так и с помощью специфических взаимодействий (диполь-дипольные, гидрофобные взаимодействия и образование Н-связей). Органические ионы имеют весьма разные размеры, форму и молекулярные массы (от нескольких десятков до сотен тысяч). Для них характерно присутствие одной или нескольких способных к диссоциации функциональных групп и наличие неионизированного неполярного, часто весьма большого гидрофобного остова. Поэтому при обмене органических ионов особо важны неэлектростатические сорбционные силы, которые наряду с кулоновскими силами и гидратационными эффектами существенно влияют на избирательность обмена. Такое «дополнительное» взаимодействие может быть обусловлено и слабыми дисперсионными вандерваальсо-выми силами между неполярным остовом иона и цепями матрицы ионообмен-ника. Вклад этого слабого взаимодействия может быть весьма значительным из-за большой «поверхности» неполярного остова. Возможно и более сильное взаимодействие участков молекул, содержащих полярные или легко поляризуемые группы, ароматические кольца и так далее. Иногда возникает и водородная связь некоторых групп органического иона и матрицы ионообменника.
Целый ряд экспериментальных данных свидетельствует о том, что в фазе сорбента химизм дополнительных взаимодействий может меняться в широких пределах. При поглощении крупных органических ионов могут возникнуть пространственные затруднения, связанные с недоступностью части активных центров сорбента для таких ионов. Отличием сорбции органических ионов от неорганических является то, что первые, как правило, сорбируются ионообмен-
никами не только за счет кулоновских сил, но и за счет специфических взаимодействий между ними и матрицей смолы. Механизм связывания неорганических ионов активными группами ионообменников, как и для реакций в растворах, может быть представлен двумя типами взаимодействий: образование ионной связи и ковалентной по донорно-акцепторному механизму.
По мнению авторов [13, 14] для извлечения неорганических ионов целесообразным оказывается использование амфотерных ионообменников (полиам-фолитов), содержащих функциональные группы кислотного и основного характера, которые способны не только к ионизации, но и к координационному взаимодействию с ионами неорганических веществ.
Процесс комплексообразования в фазе сорбентов состоит в том, что не ион металла, а ионообменник, в основном, определяет состав образующихся комплексов, распределение их в объеме смолы, возможность их взаимодействия с образованием более сложных структур, возможность протекания, наряду с комплексообразованием, других процессов и их скорость.
Ионообменники, как трехмерные полилиганды, отличаются от линейных макромолекулярных лигандов нерастворимостью, ограниченным набором кон-формаций макромолекул между узлами сшивки, менее равномерным распределением лигандных групп в объеме полимера, их стерической неравноценностью и высокой объемной концентрацией. Эти свойства ионообменников как трехмерных полилигандов определяют особенности комплексообразования с их участием и свойства образующихся соединений.
Список использованной литературы
1. Eccles, H. Chelate ion - exchangers: the past and future applications, a useras viev / H. Eccles, H. Greenwood // Solv. Extr. Ion Exch. - 1992. - Vol. 10, № 4. -P. 713-727.
2. Даванков В. А., Рогожин С. Б. и Цюрупа М. П. Авт. cвид. СССР 299165, 12.09.1969.
3. Davankov V. A., Rogozhin S. V., Tsyurupa M. P. Ger. Patent 2,045,096, 25.03.1971.
4. Davankov V. A., Rogozhin S. V., Tsyurupa M. P. Patent USA 3,729,457, 1973.
5. Tsyurupa, M. P. Hypercrosslinked polymers: basic principle of oreparing the new class of polymeric materials / M. P. Tsyurupa, V. A. Davankov // React. Func. Polym. - 2002. - Vol. 53. - P. 193-203.
6. Tsyurupa, M. P. Hypercrosslinked polysterene and its potencials for liquid chromatography: a mini-review / M. P. Tsyurupa, V. A. Davankov // J. Chrom. A. -2002. - Vol. 965. - P. 65-73.
7. Фадеева, В. И. Методы маскирования, разделения и концентрирования в аналитической химии / В. И. Фадеева, В. М. Иванов. - Москва: Изд-во МГУ, 1992. - 74 с.
8. Использование сверхсшитых полистирольных сорбентов для очистки технологических растворов сульфата аммония производства капролактама / Павлова Л. А. и [др.] // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2009. -Т. 9, вып. 1. - С. 89-98.
9. Херинг, Р. Хелатообразующие ионообменники / Р. Херинг. - Москва: Мир, 1971. - 280 с.
10. R. Millar // Chem. Ind. - 1957. - S. 602-612.
11. Мясоедова, Г. В. Хелатообразующие сорбенты / Г. В. Мясоедова, С. Б. Саввин. - Москва: Наука, 1984. - 173 с.
12. Сравнение сорбционных свойств пористых полистирольных сорбентов различного типа / Л. Д. Белякова, А. М. Волощук, Л. М. Воробьев, Э. Кур-банбеков, О. Г. Ларионов, М. П. Цюрупа, Л. А. Павлова, В. А. Даванков // Журнал физической химии. - 2002. - Т. 76, № 9. - С. 1674-1681.
13. Иониты: номенклатурный каталог. - Черкассы, 1980. - 32 с.
14. Салдадзе, К. И. Комплексообразующие иониты / К. И. Салдадзе, В. Д. Копылова-Валова. - Москва: Химия, 1980. - 336 с.
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТА ГПС МЧС РОССИИ
В. В. Ипполитов Б. В. Кузнецов С. Н. Шуткин, к. п. н.
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Рост профессионального сознания курсантов, осмысление значимости выбранной профессии, повышение личной ответственности за качественную профессиональную подготовку к трудовой деятельности, самостоятельное развитие невозможно без качественной информационной базы.
Эксперимент подтвердил зависимость роста профессиональной готовности курсантов к трудовой деятельности от модернизации информационного обеспечения профессионально-педагогического процесса.
Анализ актуальной профессионально-педагогической литературы, опыт практической работы противопожарной службы позволили определить следующие пути совершенствования информационной базы института:
- развитие информационной культуры преподавателей и курсантов, в том числе, в направлении усиления роли самообразования;
- создание подобной информационной базы данных психологической, социологической, медицинской, юридической, педагогической информации, обеспечивающей курсантам и преподавателям перспективные знания;
- качественное изменение информационной основы профессиональной подготовки курсантов за счет обновления профессиональной информации;
