Материалы

САМЧЕНКО Ю., КОРОТИЧ О., КЕРНОСЕНКО Л., ПОЛТОРАЦЬКА Т., ЛІТЦИС О., ПАСМУРЦЕВА Н., ЛЕГЕНЧУК О., КРИКЛЯ С. ВИДАЛЕННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ З ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ГІБРИДНОГО ГІДРОГЕЛЮ НА ОСНОВІ ПОЛІВІНІЛФОРМАЛЮ ТА ОЛІАКРИЛОВОЇ КИСЛОТИ

2017 – Журнал Хроматографічного товариства – т. ХVII. – С. 27-38

УДК 544.77.022.84 + 628.345.4:546.562 + 644.773.432

DOI: 10.15407 / zht2017.63.027

САМЧЕНКО Ю., КОРОТИЧ О., КЕРНОСЕНКО Л., ПОЛТОРАЦЬКА Т., ЛІТЦИС О., ПАСМУРЦЕВА Н., ЛЕГЕНЧУК О., КРИКЛЯ С.

Институт биоколлоидной химии имени Ф. Д. Овчаренко НАН Украины, Киев

ВИДАЛЕННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ З ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ГІБРИДНОГО ГІДРОГЕЛЮ НА ОСНОВІ ПОЛІВІНІЛФОРМАЛЮ ТА ОЛІАКРИЛОВОЇ КИСЛОТИ - статья

Исследована сорбционная способность гибридных суперпористих гидрогелевых материалов на основе ацеталей поливинилового спирта (поливинилформалей) и гидрогелей акрилового ряда по отношению к соединениям тяжелых металлов: цинка (II), никеля (II) и свинца (II). Продемонстрирована высокая эффективность удаления катионов металлов (до 90 %) из индивидуальных водных растворов их солей с концентрацией металла до 5 мМ. Показана возможность регенерации полимерного сорбента путем его обработки 0,1 М раствором НСl.

Ключевые слова: гибридные гидрогели, рН-чувствительные гидрогели, сорбенты, тяжелые металлы, сорбция ионов металлов, очистка воды.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Li X, Li Y, Zhang S, Ye Z. Preparation and characterization of new foam adsorbents of poly(vinyl alcohol)/chitosan composites and their removal for dye and heavy metal from aqueous solution. Chemical Engineering Journal. 2012. № 183. Р. 88-97.

2. Anirudhan TS, Rijith S, Tharun AR. Adsorptive removal of thorium (IV) from aqueous solutions using poly(methacrylic acid)-grafted chitosan/bentonite composite matrix: process design and equilibrium studies. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2010. № 368. Р. 13-22.

3. Dalida MLP, Mariano AFV, Futalan CM, Kan CC, Tsai WC, Wan MW. Adsorptive removal of Cu(II) from aqueous solutions using non-crosslinked and crosslinked chitosan-coated bentonite beads. Desalination. 2011.№ 275. Р. 154-159.

4. Paulino AT, Belfiore LA, Kubota LT, Muniz EC, Tambourgi EB. Efficiency of hydrogels based on natural polysaccharides in the removal of Cd²⁺ ions from aqueous solutions. Chemical Engineering Journal. 2011. № 168. Р. 68-76.

5. Dabrowski A, Hubicki Z, Podkoscielny P, Robens E. Selective removal of the heavy metal ions from waters and industrial wastewaters by ion-exchange method. Chemosphere. 2004. № 56. Р. 91-106.

6. Sastre J, Sahuquillo A. Determination of Cd, Cu, Pb and Zn in environmental samples: microwave-assisted total digestion versus aqua regia and nitric acid extraction. Analytica Chimica Acta. 2002. № 462. Р. 59-72.

7. Cheng R, Xiang B, Li Y, Zhang M. Application of dithiocarbamate-modified starch for dyes removal from aqueous solutions. Journal of Hazardous Materials. 2011. № 188. Р. 254-260.

8. Panic VV, Velickovic SJ. Removal of model cationic dye by adsorption onto poly (methacrylic acid)/zeolite hydrogel composites: kinetics, equilibrium study and image analysis. Separation and Purification Technology. 2014. № 122. Р. 384-394.

9. Futalan CM, Kan CC, Dalida ML, Hsien KJ, Pascua C, Wan MW. Comparative and competitive adsorption of copper, lead, and nickel using chitosan immobilized on bentonite. Carbohydrate Polymers. 2011. № 83. Р. 528-536.

10. Fu F, Wang Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review. Journal of Environmental Management. 2011. № 92. Р. 407-418.

11. Liu Y, Wang W, Wang A. Adsorption of lead ions from aqueous solution by using carboxymethyl cellulose-g-poly (acrylic acid)/attapulgite hydrogel composites. Desalination. 2010. № 259. Р. 258-264.

12. Najafi MP, Hasanzadeh R, Khalafy J. Preparation of SMA functionalized sulfanilic acid hydrogels and investigation of their metal ions adsorption behavior. Iranian Polymer Journal. 2013. № 22. Р. 133-142.

13. Mahdavinia GR, Iravani S, Zoroufi S, Hosseinzadeh H. Magnetic and K⁺-cross-linked kappa-carrageenan nanocomposite beads and adsorption of crystal violet. Iranian Polymer Journal. 2014. № 23. Р. 335-344.

14. Mahdavinia GR, Massoudi A, Baghban A, Massoumi B. Novel carrageenan-based hydrogel nanocomposites containing laponite RD and their application to remove cationic dye. Iranian Polymer Journal. 2012. № 21. Р. 609-619.

15. Tanaka T. Gels. Encyclopedia оf Polymer Science and Engineering. Vol. 7 New York, USA: John Wiley & Sons, 1987. 514 p.

16. You JO, Auguste DT. Conductive, physiologically responsive hydrogels. Langmuir. 2010. № 26.  Р. 4607-4612.

17. Samchenko Yu, Ulberg Z, Korotych O. Multipurpose smart hydrogel systems. Advances in Colloid and Interface Science. 2011. Vоl.168. P. 247-262.

18. Mehrdad Hamidi, Amir Azadi, Pedram Rafiei. Hydrogel nanoparticles in drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 2009. Vоl. 60, № 15. Р. 1638-1649.

19. Yuhui Li, Guoyou Huang, Xiaohui Zhang, Baoqiang Li, Yongmei Chen, Tingli Lu, Tian Jian Lu, Feng Xu. Magnetic hydrogels and their potential biomedical applications. Advanced Functional Materials. 2013. Vol. 23, № 6. Р. 660-672.

20. Peppas N, Huang Y, Torres-Lugo M. Physicochemical, foundations and structural design of hydrogels in medicine and biology. Annual Review of Biomedical Engineering.  2000. Vol. 2. Р. 9-29.

21. Stadniy IA, Konovalova VV, Samchenko YuM, Pobigay GA, Burban AF, Ulber ZR. Development of hydrogel polyelectrolyte membranes with fixed sulpho-groups via radical copolymerization of acrylic monomers. Materials Sciences and Applications. 2011. № 2. Р. 270-275.

22. Nikovskaya GN, Godinchuk NV, Samchenko YuM. Removal of heavy metals from aqueous solutions by hydrogels. Journal of Water Chemistry and Technology. 2011. Vol. 33, № 6. P. 363-368. 

23. Kao WC, Wu JY, Chang CC, Chang JS. Cadmium biosorption by poly(vinyl alcohol) immobilized recombinant Escherichia coli. Journal of Hazardous Materials. 2009. №169. Р.  651-658.

24. Yahya HF, Ghada A, Mahmoudb MA, Abdel Khalekc. Radiation crosslinked poly (vinyl alcohol)/acrylic acid copolymer for removal of heavy metal ions from aqueous solutions. Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 2014. Vol. 7, № 2. P. 135-145.

25. Крикля С.О., Самченко Ю.М., Коновалова В.В., Полторацька Т.П., Пасмурцева Н.О., Ульберг З.Р. Гібридні рН- та термочутливі гідрогелі на основі полівінілого спирту та акрилових мономерів. Магістеріум. Хімічні науки. 2016. Випуск 63. С. 20-28.

26. Charles SW, Cullen FC, Owen NL, Williams GA. Infrared spectrum and rotational isomerism of acrylic acid. Journal of Molecular Structure. 1987. Vol. 157. P. 17-29.

27. Самченко Ю.М., Керносенко Л.О., Крикля С.О., Пасмурцева Н.О., Полторацька Т.П. Селективні сорбенти на основі ацеталів полівінілового спирту та акрилових гідрогелів. Журнал хроматографічного товариства. 2016. Т. 16, № 1-4.  С. 14-23.

28. Kryklia SO, Samchenko YuM, Poltoratska TP, Konovalova VV. pH-sensitive hybrid hydrogel materials with incorporated nanoparticles. Nanomaterials: Applicationsand Properties (NAP-2013): 3^nd International conference, September 16-23, 2013, Alushta, Edited by: A. Pogrebnjak. Sumy: Sumy State University, 2014. Vol. 3, № 1. Р. 4-8.

29. Anirudhan TS, Rijith S. Glutaraldehyde crosslinked epoxyaminated chitosan as an adsorbent for the removal and recovery of cooper(II) from aqueous media. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2009. № 351. Р. 52-59.

30. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1984. С.80-84.

31. Chen J, Zhang W, Li X. Adsorption of Cu(II) ion from aqueous solutions on hydrogel prepared from Konjac glucomannan. Polymer Bulletin. 2016. Vol. 73, № 7. P. 1965-1984.