EA028334B1 - Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment - Google Patents
Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment Download PDFInfo
- Publication number
- EA028334B1 EA028334B1 EA201650131A EA201650131A EA028334B1 EA 028334 B1 EA028334 B1 EA 028334B1 EA 201650131 A EA201650131 A EA 201650131A EA 201650131 A EA201650131 A EA 201650131A EA 028334 B1 EA028334 B1 EA 028334B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- bentonite
- composite
- sorbent
- butadiene rubber
- reaction product
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения гибридных композитов (органической-неорганической природы) на основе полимерной матрицы дивинильного каучука и слоистого силиката бентонита, которые могут использоваться в качестве сорбентов для очистки воды от органических загрязнителей.The invention relates to the field of producing hybrid composites (organic-inorganic nature) based on a polymer matrix of divinyl rubber and layered silicate of bentonite, which can be used as sorbents for purifying water from organic pollutants.
Монтмориллонитовая глина - основная составляющая бентонита, является наиболее перспективной среди существующих в природе слоистых силикатов, поскольку способна в определенных условиях расслаиваться на отдельные пластины толщиной порядка 1нм и диаметром 20-250 нм. Интеркаляция в неорганические слои монтмориллонита - великолепный способ конструирования новых органических - неорганических наноансамблей [1].Montmorillonite clay, the main component of bentonite, is the most promising among layered silicates existing in nature, since under certain conditions it is able to exfoliate into separate plates with a thickness of the order of 1 nm and a diameter of 20-250 nm. Intercalation into inorganic layers of montmorillonite is an excellent way of constructing new organic - inorganic nano-assemblies [1].
В работе авторов [2] функционализированный амином композит состава полиакриламид/бентонит/амин получен в результате направленной интеркаляции при полимеризации и используется в качестве адсорбента для очистки сточных вод.In the authors' work [2], an amine functionalized composite of the composition polyacrylamide / bentonite / amine was obtained as a result of directed intercalation during polymerization and is used as an adsorbent for wastewater treatment.
В патенте [3] методом интеркалирующей сополимеризации получен гибридный материал полиакрилат/акриламид/бентонит, с высокой способностью удерживать воду, что делает материал весьма востребованным в различных отраслях, в том числе, в нефтедобывающей, сельскохозяйственной, медицин ской и т.д.In the patent [3], a hybrid material polyacrylate / acrylamide / bentonite was obtained by the method of intercalating copolymerization, with a high ability to retain water, which makes the material highly demanded in various industries, including oil production, agricultural, medical, etc.
В патенте [4] описан процесс получения композита в результате модификации бентонита водорастворимым полимером, что позволяет получить материал с высокой водопоглощаемостью, который может использоваться в качестве сельскохозяйственного удобрения, непосредственно в качестве источника воды, а также как присадка, контролирующая подачу удобрения.The patent [4] describes the process of producing a composite by modifying bentonite with a water-soluble polymer, which makes it possible to obtain a material with high water absorption, which can be used as an agricultural fertilizer, directly as a water source, and also as an additive controlling the fertilizer supply.
Для достижения хорошей совместимости органического и неорганического компонентов наполнитель активируют различными ПАВ. В качестве активирующих ПАВ используются различные амины и аммониевые соединения. В способе получения сорбента [5] для активации поверхности бентонита используют радикальные инициаторы - персульфат аммония или калия.To achieve good compatibility of the organic and inorganic components, the filler is activated by various surfactants. As activating surfactants, various amines and ammonium compounds are used. In the method for producing the sorbent [5], radical initiators — ammonium or potassium persulfate — are used to activate the surface of bentonite.
Осуществление активации монтмориллонита акрилатом/метакрилатом гуанидина раскрыто в работе [6]. Недостатками использования подобных соединений для активации поверхности слоистых алюмосиликатов являются высокая стоимость, сложная технология получения и дефицитность модификаторов.The activation of montmorillonite by guanidine acrylate / methacrylate was disclosed in [6]. The disadvantages of using such compounds to activate the surface of layered aluminosilicates are the high cost, complex manufacturing technology and scarce modifiers.
В европейском патенте [7] в качестве модифицирующей добавки при получении нанокомпозита на основе гибрида - органоглины, используются четвертичные аммониевые соли.In the European patent [7], quaternary ammonium salts are used as a modifying additive in the preparation of a nanocomposite based on a hybrid - organoclay.
Китайская работа [8] описывает получение адсорбента на основе бентонит-содержащего сополимера, обладающего высокой сорбционной емкостью по отношению к органическим загрязнителям и ионам тяжелых металлов.The Chinese work [8] describes the preparation of an adsorbent based on a bentonite-containing copolymer having a high sorption capacity with respect to organic pollutants and heavy metal ions.
Недостатком этого способа является необходимость использования актива тора для бентонитовой глины.The disadvantage of this method is the need to use a torus asset for bentonite clay.
Известен способ получения органоминерального катионита [9], который заключается в обработке бентонита Монракского месторождения (в Казахстане) 20% Н2§04 при нагревании в течение 6 ч на водяной бане. Затем после дополнительных манипуляций, включающих обработку раствором перекиси бензоила, вакуумную сушку и смешивание с водным раствором мономера, при соответствующих условиях проводят полимеризацию, получая активированный полиакриловой кислотой бентонит, проявляющий свойства слабокислотного катионита.A known method of producing organomineral cation exchange resin [9], which consists in processing bentonite of the Monrakskoye deposit (in Kazakhstan) 20% Н 2 §0 4 when heated for 6 hours in a water bath. Then, after additional manipulations, including processing with a solution of benzoyl peroxide, vacuum drying and mixing with an aqueous solution of monomer, polymerization is carried out under appropriate conditions to obtain bentonite activated with polyacrylic acid, which exhibits the properties of a weakly acid cation exchanger.
Недостатком этого способа является обработка бентонита неорганической кислотой, которая разрушает октаэдрические слои глинистого минерала, способствует глубокому изменению структуры и свойств, и в результате растворения оксидов алюминия, магния и железа Н-форма бентонита переходит в ΑΙ - форму, что сопровождается потерей активности.The disadvantage of this method is the treatment of bentonite with an inorganic acid, which destroys the octahedral layers of the clay mineral, contributes to a profound change in the structure and properties, and as a result of dissolution of the oxides of aluminum, magnesium and iron, the H-form of bentonite transforms into the ΑΙ - form, which is accompanied by a loss of activity.
Известен способ получения композиционного сорбента на основе смеси метакриловой кислоты, гуанидина и бентонитовой глины для очистки и обеззараживания воды [10]. Полученная композиция обладает свойствами эффективного фильтрующего материала, а ионообменные свойства определяют свойства полимера полиамфолита, а также катионообменные свойства бентонитовой глины.A known method of producing a composite sorbent based on a mixture of methacrylic acid, guanidine and bentonite clay for the purification and disinfection of water [10]. The resulting composition has the properties of an effective filter material, and the ion-exchange properties determine the properties of the polyampholyte polymer, as well as the cation-exchange properties of bentonite clay.
К недостаткам способа получения композиционного сорбента можно отнести высокую набухающую способность сорбента, а также дефицитность и дороговизну используемых реагентов.The disadvantages of the method of producing a composite sorbent include the high swelling ability of the sorbent, as well as the scarcity and high cost of the reagents used.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения композиционного сорбента на основе полиакриламида и бентонитовой глины для извлечения ионов тяжелых металлов из сточных и промышленных вод [11].The closest in technical essence to the present invention is a method for producing a composite sorbent based on polyacrylamide and bentonite clay for the extraction of heavy metal ions from waste and industrial waters [11].
Способ получения композиционного сорбента включает интеркалирование бентонитовой глины и акриламида в течение 6 ч при соотношении АА:БГ = 10:1-10 мас.%, добавление инициатора персульфата калия в количестве 1% от количества мономера, и сшивающего агента - Ν,Ν'-метилен-бис-акриламида в количестве 0,25 мас.%, полимеризацию в течение 2 ч при температуре 60°С, промывание и сушку. Получают твердый композиционный сорбент с низкой степенью набухания, способный адсорбировать ионы тяжелых металлов из сточных и промышленных вод. К недостаткам известного способа можно отнести необходимость использования сшивающего агента с целью уменьшения набухаемости полимерной матрицы.A method of obtaining a composite sorbent involves intercalating bentonite clay and acrylamide for 6 hours at a ratio of AA: BG = 10: 1-10 wt.%, Adding potassium persulfate initiator in an amount of 1% of the amount of monomer, and a crosslinking agent - Ν, Ν'- methylene bis acrylamide in an amount of 0.25 wt.%, polymerization for 2 hours at a temperature of 60 ° C, washing and drying. Get a solid composite sorbent with a low degree of swelling, capable of adsorbing heavy metal ions from wastewater and industrial waters. The disadvantages of this method include the need to use a crosslinking agent in order to reduce the swelling of the polymer matrix.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение материалоемкости, а также расширение ассортимента сорбентов для очистки сточных вод.The objective of the present invention is to reduce material consumption, as well as expanding the range of sorbents for wastewater treatment.
- 1 028334- 1 028334
Поставленная задача достигается тем, что в межслоевое пространство бентонитовой глины интеркалируют бутадиеновый каучук, полученную органоглину модифицируют треххлористым фосфором РС13 путем окислительного хлорфосфорилирования в присутствии кислорода, с дальнейшим гидролизом продукта реакции.The task is achieved by the fact that butadiene rubber is intercalated into the interlayer space of bentonite clay, the resulting organoclay is modified with PC1 3 phosphorus trichloride by oxidative chlorophosphorylation in the presence of oxygen, with further hydrolysis of the reaction product.
Настоящее техническое решение, в отличие от близкого аналога, позволяет получить гидрофобный материал за счет сшитой структуры полимерной матрицы без использования сшивающего агента. Изобретение иллюстрируется следующим графическим материалом:This technical solution, in contrast to a close analogue, allows to obtain a hydrophobic material due to the crosslinked structure of the polymer matrix without the use of a crosslinking agent. The invention is illustrated by the following graphic material:
фиг. 1 - лабораторная установка для получения гибридного композиционного сорбента;FIG. 1 - laboratory installation for obtaining a hybrid composite sorbent;
фиг. 2 - зависимость Ср красителя от времени сорбции и температуры (Со=43,55 мг/л Κ6Θ, У=0,05 л, т=0,05 г, ΐ=180 мин);FIG. 2 - dependence of C d of the dye on sorption time and temperature (C o = 43.55 mg / L Κ6Θ, Y = 0.05 L, t = 0.05 g, ΐ = 180 min);
фиг. 3 - зависимость сорбции Κ6Θ синтезированным в опыте № 1 гибридным композитом БК+бентонит от времени сорбции и температуры(С0=43,55 мг/л Κ6Θ, У=0,05 л, т=0,05 г, ΐ=180 мин);FIG. 3 - dependence of sorption Κ6Θ by the hybrid composite BK + bentonite synthesized in experiment No. 1 on sorption time and temperature (С 0 = 43.55 mg / L Κ6Θ, Y = 0.05 L, t = 0.05 g, ΐ = 180 min );
фиг. 4 - ИК-спектр гибридного композиционного сорбента;FIG. 4 - IR spectrum of a hybrid composite sorbent;
фиг. 5 - ИК-спектр гибридного композиционного сорбента после сорбции красителя.FIG. 5 - IR spectrum of the hybrid composite sorbent after sorption of the dye.
Способ осуществляют следующим образом. В 4-х горлой круглодонной реакционной колбе 1 (фиг. 1), снабженной обратным холодильником 2, механической мешалкой 3, термометром 4 и барботером 5, готовят 2% раствор бутадиенового каучука (БК) (каучук СКД, марки II, ТУ 38.40 3750-2001, Воронеж, Россия, технические показатели представлены в табл. 1) в СС14, к которому при перемешивании добавляют неорганический компонент - бентонит. Полученную суспензию выдерживают сутки, чтобы проникновение раствора полимера в слои глины произошло максимально полно. Затем, продувая реакционную зону кислородом со скоростью подачи кислорода 7 л/ч в смесь БК/бентонит порционно подают РС13 (продукт фирмы Вектон, Санкт-Петербург). Спустя 3 ч наблюдают изменение цвета реакционной среды до темно-коричневого. Реакцию окислительного хлорфосфорилирования проводят в течение 8 ч, по истечении которых наблюдают гетерогенизацию реакционной среды с выделением твердой фазы темного цвета - продукта реакции. После отгонки жидкой фазы, включающей растворитель, непрореагировавший РС13 и РОС13 (интермедиат), проводят гидролиз продукта реакции, погружая его в ледяную дистиллированную воду, с последующим перемешиванием смеси в течение 2 ч при комнатной температуре. Затем модификат отфильтровывают и промывают дистиллированной водой (нагретой до 30 40°С) до нейтрального значения рН. В результате получают гидрофобный гибридный полимерный композиционный сорбент, представляющий собой твердую порошкообразную массу темно-коричневого цвета. Окислительное хлорфосфорилирование, сопровождающееся экзотермическим эффектом и выделением газообразного НС1, способствует вспениванию образующегося композита с одной стороны, и образованию пространственно-сетчатой структуры (за счет взаимодействия с активными центрами полимерной матрицы: π - связь, а также атом водорода в α-положении к двойной связи), с другой. Гидролиз образующихся в результате модификации фосфо-дихлоридных групп приводит к образованию кислотных групп, которые также способствуют лучшей совместимости органической матрицы с бентонитом. Кроме того, выделяющийся НС1 активирует поверхность глинистого материала, способствуя лучшей гомогенизации органической и неорганической фазы, и, в конечном счете, способствует увеличению адсорбционной способности за счет большего разрыхления неорганического компонента при модификации.The method is as follows. In a 4-necked round-bottom reaction flask 1 (Fig. 1) equipped with a reflux condenser 2, a mechanical stirrer 3, a thermometer 4 and a bubbler 5, a 2% solution of butadiene rubber (BC) is prepared (SKD rubber, grade II, TU 38.40 3750- . 2001, Voronezh, Russia, performance are presented in Table 1) in CC1 4, to which was added with stirring the inorganic component - bentonite. The resulting suspension is kept for a day so that the penetration of the polymer solution into the clay layers occurs as fully as possible. Then, blowing the reaction zone with oxygen with an oxygen supply rate of 7 l / h, PC13 (product of Vekton, St. Petersburg) is portioned into the BK / bentonite mixture. After 3 hours, a color change of the reaction medium to dark brown is observed. The oxidative chlorophosphorylation reaction is carried out for 8 hours, after which the heterogenization of the reaction medium is observed with the release of a dark solid phase - the reaction product. After distillation of the liquid phase, including the solvent, unreacted PC1 3 and POC1 3 (intermediate), the reaction product is hydrolyzed by immersing it in ice-cold distilled water, followed by stirring the mixture for 2 hours at room temperature. Then the modifier is filtered off and washed with distilled water (heated to 30-40 ° C) to a neutral pH. The result is a hydrophobic hybrid polymer composite sorbent, which is a solid powdery mass of dark brown. Oxidative chlorophosphorylation, accompanied by an exothermic effect and the release of gaseous HC1, promotes foaming of the composite on the one hand, and the formation of a spatially network structure (due to interaction with the active centers of the polymer matrix: π - bond, as well as a hydrogen atom in the α-position to the double bond ), with another. Hydrolysis of phospho-dichloride groups resulting from the modification leads to the formation of acid groups, which also contribute to better compatibility of the organic matrix with bentonite. In addition, the released HC1 activates the surface of the clay material, contributing to better homogenization of the organic and inorganic phases, and, ultimately, helps to increase the adsorption capacity due to greater loosening of the inorganic component during modification.
Таблица 1Table 1
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
К 2% раствору БК в СС14 (2 г БК, 100мл СС14), предварительно приготовленному в реакционной колбе, при энергичном перемешивании добавляют 2 г бентонита. Полученную суспензию оставляют на сутки. Затем при барботировании реакционной зоны кислородом начинают дозированную подачу РС13 при постоянном перемешивании содержимого колбы. Экзотермический характер реакции проявляется в поднятии температуры с 21 (комнатная температура) до 47°С. Общее количество РС13 - 24 мл, продолжи- 2 028334 тельность реакции - 8 ч. По окончании окислительного хлорфосфорилирования темно-коричневый порошкообразный продукт реакции отделяют от жидкой фазы отгонкой водоструйным насосом, после чего продукт реакции гидролизуют (как описано ранее), отфильтровывают, промывают дистиллированной водой до нейтрального значения рН и сушат, сначала на воздухе, а затем в вакуум-сушильном шкафу (8йе11аЬ шобе1 1425 -2, при температуре Т= 50°С и давлении Р = -292, 2 кРа). ССЕ (статическая сорбционная емкость) гибридного сорбента составляет 4,050 мг-экв/г. Определение ССЕ проводилось в соответствии с известной методикой [12-13]. Содержание фосфора в сорбенте 4,2%.To a 2% solution of BK in CC14 (2 g of BK, 100 ml CC14), previously prepared in a reaction flask, 2 g of bentonite are added with vigorous stirring. The resulting suspension is left for a day. Then, when bubbling the reaction zone with oxygen, a metered supply of PC13 begins with constant stirring of the contents of the flask. The exothermic nature of the reaction is manifested in a rise in temperature from 21 (room temperature) to 47 ° C. The total amount of PC13 is 24 ml, the duration of the reaction is 8 hours. Upon completion of the oxidative chlorophosphorylation, the dark brown powdery reaction product is separated from the liquid phase by distillation by a water-jet pump, after which the reaction product is hydrolyzed (as described previously), filtered off, washed with distilled water to a neutral pH value and dried, first in air, and then in a vacuum drying oven (8h11bh Schobe1 1425-2, at a temperature of T = 50 ° C and a pressure of P = -292, 2 kPa). CCE (static sorption capacity) of the hybrid sorbent is 4.050 mEq / g. The determination of CCE was carried out in accordance with the known method [12-13]. The phosphorus content in the sorbent is 4.2%.
Пример 2.Example 2
К 2% раствору БК в СС14 (2 г БК, 100 мл СС14) добавляют бентонит, который в данном случае был предварительно обработан ацетоном для удаления следов влаги (2 г бентонита выдерживают сутки в 20 мл ацетона и высушен в мягких условиях (45-50°С) в вакуум-сушильном шкафу). Затем проводят окисли тельное хлорфосфорилирование как в примере 1. Продолжительность реакции - 4 ч. Количество добавленного РС13 - 19 мл. Наблюдался подъем температуры в зоне реакции с 21 до 55°С. Продукт реакции светло-коричневый порошок. Обработка его осуществлялась как в примере 1. ССЕ гибридного сорбента составляет 3,798 мг-экв/г. Содержание фосфора в композите 3,7%.Bentonite, which in this case was pretreated with acetone to remove traces of moisture, is added to a 2% solution of BC in CC1 4 (2 g of BC, 100 ml of CC1 4 ) (2 g of bentonite is kept for 20 days in 20 ml of acetone and dried under mild conditions (45 -50 ° C) in a vacuum oven). Then, oxidative chlorophosphorylation is carried out as in Example 1. The reaction time is 4 hours. The amount of added PC1 3 is 19 ml. A temperature increase was observed in the reaction zone from 21 to 55 ° C. The reaction product is a light brown powder. Its processing was carried out as in example 1. The CCE of the hybrid sorbent is 3.798 mEq / g. The phosphorus content in the composite is 3.7%.
Синтезированный гибридный полимерный композит исследован в качестве адсорбента для органического красителя Родамин 6Ж, характеристика которого представлена в табл. 2The synthesized hybrid polymer composite was studied as an adsorbent for the organic dye Rhodamine 6G, the characteristics of which are presented in Table. 2
Таблица 2table 2
Для проведения сравнительных исследований сорбционной активности были взяты три образца, а именно: бентонит; образец композита, полученного в опыте 1 (пример 1) и образец композита, полученного в опыте 2 (пример 2). Для этого в три бюкса емкостью 30 мл помещают по 0,05 г каждого из образцов, затем приливают к ним по 0,015 мл раствора красителя Родамин 6Ж (концентрация красителя 6,7мг/л) и выдерживают в статических условиях 24 ч. Затем образцы отфильтровывают и определяют в каждом из фильтратов равновесную концентрацию красителя Родамин 6Ж при помощи фотоколориметра КФК-2 (длина волны 490 нм, кюветы 1=1,0 см, фон - вода). Полученные результаты представлены в табл. 3 и 4.To conduct comparative studies of sorption activity, three samples were taken, namely: bentonite; a sample of the composite obtained in experiment 1 (example 1) and a sample of the composite obtained in experiment 2 (example 2). For this purpose, 0.05 g of each of the samples is placed in three 30 ml containers, then 0.015 ml of Rhodamine 6G dye solution is added to them (dye concentration 6.7 mg / L) and kept under static conditions for 24 hours. Then the samples are filtered off and the equilibrium concentration of the Rhodamine 6G dye is determined in each of the filtrates using a KFK-2 photocolorimeter (wavelength 490 nm, cuvettes 1 = 1.0 cm, background — water). The results are presented in table. 3 and 4.
Таблица 3Table 3
- 3 028334- 3 028334
Таблица 4Table 4
Как видно из табл. 3 и 4, наибольшей сорбционной активностью по от ношению к красителю Родамин 6Ж обладает образец композита, полученного в опыте 1, поэтому закономерности процесса сорбции были изучены с использованием именно данного образца.As can be seen from the table. 3 and 4, the sample of the composite obtained in experiment 1 possesses the highest sorption activity with respect to the Rhodamine 6G dye; therefore, the regularities of the sorption process were studied using this particular sample.
Для исследования зависимости сорбционной способности полученного композита от времени сорбции и температуры было изучено изменение концентрации красителя в растворе при различном времени сорбции и темпера туре. Для этого к 0,05 г образца композита (сорбента), помещенного в колбу, приливают 0,05 л раствора красителя Родамин 6Ж известной концентрации (в данном случае 43,55 мг/л). Затем содержимое колбы перемешивают при разных температурах (293, 309, 323 К) со скоростью 95 об/мин, и каждые 10 мин из колбы отбирают пробу раствора над сорбентом для определения в ней концентрации красителя (КФК-2, длина волны 490 нм, кюветы 1=1,0 см, фон вода). Исследования продолжались 180 мин. Температурная погрешность составила ±2К. На основании полученных данных была вычислена равновесная концентрация красителя и определены сорбционная ем кость и степень сорбции. Полученные экспериментальные данные обобщены в табл. 5.To study the dependence of the sorption ability of the obtained composite on the sorption time and temperature, we studied the change in the dye concentration in the solution at different sorption times and temperatures. To do this, 0.05 L of a Rhodamine 6G dye solution of known concentration (in this case 43.55 mg / L) is added to 0.05 g of a composite (sorbent) sample placed in a flask. Then the contents of the flask are mixed at different temperatures (293, 309, 323 K) at a speed of 95 rpm, and every 10 minutes a sample of the solution is taken from the flask above the sorbent to determine the dye concentration in it (KFK-2, wavelength 490 nm, cuvettes 1 = 1.0 cm, background water). Research lasted 180 minutes. The temperature error was ± 2K. Based on the obtained data, the equilibrium dye concentration was calculated and the sorption capacity and degree of sorption were determined. The obtained experimental data are summarized in table. 5.
Таблица 5Table 5
Результаты исследований позволили построить на их основе графики, представленные на фиг. 2 и 3.The research results allowed us to build on their basis the graphs presented in FIG. 2 and 3.
Как видно из фиг. 2 и 3, при различных температурных режимах в первые 50 мин сорбции процесс идет очень активно, благодаря свободным активным центрам сорбции на поверхности композита. С увеличением температуры сорбционного процесса наблюдается уменьшение равновесной концентрации красителя и увеличение степени сорбции, что можно объяснить рос том подвижности катионов красителя и увеличением числа активных центров на поверхности сорбента.As can be seen from FIG. 2 and 3, at different temperature conditions in the first 50 min of sorption, the process is very active, thanks to free active sorption centers on the surface of the composite. With an increase in the temperature of the sorption process, a decrease in the equilibrium concentration of the dye and an increase in the degree of sorption are observed, which can be explained by an increase in the mobility of dye cations and an increase in the number of active centers on the surface of the sorbent.
На фиг. 4 и 5 представлены ИК- спектры композита до и после сорбции красителя. ИКисследования проведены на спектрофотометре Уапап 3600 ΤΤΙΚ в диапазоне длин волн 400-4000 см-1.In FIG. Figures 4 and 5 show the IR spectra of the composite before and after sorption of the dye. IR studies were carried out on a Wapap 3600 спект spectrophotometer in the wavelength range of 400-4000 cm -1 .
Как видно из фиг. 4, в спектре гибридного композита (полученного по примеру 1) наблюдаются следующие сигналы: 580 см-1 (Р-С1), 670 см-1 (С-С1), 781 см-1 (-С-С-), 1035 см-1 (-Р-О-С-) (что указывает на присоединение РО(ОН)2 групп к основной цепи посредством кислорода). Полосу 1357 см-1 можно отнести к деформационным колебаниям (-Р=О) групп, а полосу 2350 см-1 - к валентным колебаниям Р-ОН групп. Наряду с этим, полоса поглощения в области 1500 см-1 подтверждает возможность присутствия в гибрид ном композите (-С=С-) двойной связи. Полосы поглощения с максимумами при 3600 и 1600 см-1 относятся к деформационным и валентным колебаниям -ОН групп свободных молекул воды, сорбированных композитом. Полоса поглощения при 2960 см-1 может быть отнесена к валентным колебаниям асимметричных СН2 групп.As can be seen from FIG. 4, the following signals are observed in the spectrum of the hybrid composite (obtained according to Example 1): 580 cm -1 (P-C1), 670 cm -1 (C-C1), 781 cm -1 (-C-C-), 1035 cm -1 (-P-O-C-) (which indicates the attachment of PO (OH) 2 groups to the main chain through oxygen). 1357 cm-1 band can be attributed to deformation vibrations (-P = O) groups, and a band of 2350 cm -1 - stretching vibrations to P-OH groups. Along with this, the absorption band in the region of 1500 cm – 1 confirms the possibility of the presence of a (–C = C–) double bond in the hybrid composite. Absorption bands with maxima at 3600 and 1600 cm –1 relate to deformation and stretching vibrations of –OH groups of free water molecules sorbed by the composite. The absorption band at 2960 cm -1 can be attributed to stretching vibrations of asymmetric CH2 groups.
Как видно из фиг. 5, после сорбции красителя в спектре композита наблюдаются изменения некоторых характерных сигналов и появление новых. Так, появление нового сигнала в области 432 см-1 связано с тем, что функциональные группы на поверхности композита поляризуют положительно заряженный катион красителя. Ослабление сигналов пропускания в области 1600 и 1035 см-1 можно объяснить образованием водородной связи между =Ν+Η группой красителя и -ОН и Р=О группами композита [14].As can be seen from FIG. 5, after sorption of the dye, changes in some characteristic signals and the appearance of new ones are observed in the spectrum of the composite. So, the appearance of a new signal in the region of 432 cm -1 is due to the fact that functional groups on the surface of the composite polarize the positively charged dye cation. The weakening of transmission signals in the region of 1600 and 1035 cm –1 can be explained by the formation of a hydrogen bond between the = Ν + Η group of the dye and the –OH and P = O groups of the composite [14].
- 4 028334- 4 028334
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает получение композиционного сорбента на основе полимера и глинистого материала для очистки воды от органического красителя без дополнительного использования сшивающего агента для получения гидрофобной полимерной матрицы и активирующего реагента для глинистого материала.Thus, the present invention provides a composite sorbent based on a polymer and clay material for purifying water from an organic dye without additional use of a crosslinking agent to obtain a hydrophobic polymer matrix and an activating reagent for clay material.
Литературные источникиLiterary sources
1. Ро1утег - С1ау - Маиосотрозйез/Еб. Ву Ртиауа1а Т.Т, Веа11 О. №\ν Уогк: \УПсу. 2000, Ро1утег Ыапосотрозбез: §уи1ке818, СЬагасЮп/аОоп апб Мобе1опд. АС8 8утр. §ег, 804/Еб. Ьу КпзЬпатоогЦ К., Уа1а К.А. \Уаз1ипдЮп И.С.:Ат. СЬет. §ос, 20011. Ro1uteg - C1au - Maiosotrozyes / Eb. Wu Rtiaua1a T.T., Bea11 O. No. \ ν Wogk: \ UPs. 2000, Rooter, Apocalyptus without: §уу1ке818, СагасУп / аОоп apб Мобе1опд. AC8 8out. §Eg, 804 / Eb. L.K. \ UAZipdYup I.S.: At. Eat. §Os, 2001
2. Атше-тобШеб ро1уасгу1ат1бе-Ьеи1оиЬе сотрозЬе Гог 1Ье абзотрбои оГ Ьитю ашб ίη асщеоиз зо1иПопз ТЯ.АтгибЬаи, РЯЯисЬЬЬта, 8.КуЬЬ/Со11о1бз апб 8игГасез А: РЬузюосЬетюа1 апб Епщпееппд Азрес1з 326 (2008) 147-156.2. Atshe-tobSheb ro1uasgu1at1be-ei1oie Composite Gogh 1e abzotrboi og ityu ashb ίη asscheoiz zo1iPopz TYa.Atgibai, RYaYaista, 8.Ku / So11o1bz APB 8igGasez A: Ruzyuosetyua1 APB Epschpeeppd Azres1z 326 (2008) 147-156.
3. ВеШопПе ЬуЬг1б1хаИоп аЬзотрбоп та1епа1 апб Ьз ртератшд ргосезз СЫ 1521196 А.3. VESOPE LIBB1B1HAIOP ABCOTROBOP TA1EPA1 APB LRETERND PROSECUTION CHU 1521196 A.
4. Ргосезз Гог ргераппд ЬепЮпПе-1идЬ-то1еси1аг сотрозЬе та1епа1 СЫ 1176982(С)-2004-11-24.4. Proceedings of the University of Medicine and Science of the United States, 11711982 (C) -2004-11-24.
5. Способ получения сорбента 8И № 8311685. The method of producing sorbent 8I No. 831168
6. Патент РФ № 23314706. RF patent No. 2331470
7. Патент ЕР 0952187 А1.7. Patent EP 0952187 A1.
8. Патент СЫ 103566896 (А).8. Patent CU 103566896 (A).
9. Е.Е. Ергожин, А.М. Акимбаева, А.Д. Товасаров. Пластические массы, № 10, 2005.9. E.E. Ergozhin, A.M. Akimbaev, A.D. Of goods. Plastics, No. 10, 2005.
10. Патент РФ № 2331470, МПК В0П 20/26, 20/16, опубл. 20.08.2008.10. RF patent No. 2331470, IPC V0P 20/26, 20/16, publ. 08/20/2008.
11. Патент Республики Казахстан (19) ΚΖ (13) А 4 (11) 29250 201311. Patent of the Republic of Kazakhstan (19) ΚΖ (13) A 4 (11) 29 250 2013
12. А.М. Торопцева, К.В. Белогородская, В.М. Бондаренко Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. Ленинград, Изд-во Химия, 1972, 416 с.12. A.M. Toroptseva, K.V. Belogorodskaya, V.M. Bondarenko Laboratory Workshop on Chemistry and Technology of High-Molecular Compounds. Leningrad, Chemistry Publishing House, 1972, 416 p.
13. Селеменев А.Г., Славинская Г.В., Хохлов В.Ю. и др. Практикум по ионному обмену/Воронеж: Изд-во ВГУ, 2004, 160с.13. Selemenev A.G., Slavinskaya G.V., Khokhlov V.Yu. and other Workshop on ion exchange / Voronezh: Publishing house of Voronezh State University, 2004, 160p.
14. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК-, ЯМР-спектроскопии в органической химии/Москва: Рипол Классик, 2013, 268 с.14. Kazitsina L.A., Kupletskaya N.B. The use of UV, IR, NMR spectroscopy in organic chemistry / Moscow: Ripol Classic, 2013, 268 p.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201650131A EA028334B1 (en) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201650131A EA028334B1 (en) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201650131A1 EA201650131A1 (en) | 2017-10-31 |
EA028334B1 true EA028334B1 (en) | 2017-11-30 |
Family
ID=60159234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201650131A EA028334B1 (en) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA028334B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2331470C2 (en) * | 2006-08-01 | 2008-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water |
RU2375304C2 (en) * | 2004-12-01 | 2009-12-10 | Акцо Нобель Н.В. | Clay containing charge-compensating organic ions, and nanocomposite materials that contain such clay |
RU2397809C1 (en) * | 2009-06-03 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Полиглин" | Method of making hybrid organic-inorganic sorbent for cleaning various surfaces from oil and oil product spills |
RU2430118C2 (en) * | 2005-07-18 | 2011-09-27 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Composites of functionalised isobutylene-inorganic clay polymer and method using aqueous-organic emulsion |
-
2016
- 2016-09-16 EA EA201650131A patent/EA028334B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2375304C2 (en) * | 2004-12-01 | 2009-12-10 | Акцо Нобель Н.В. | Clay containing charge-compensating organic ions, and nanocomposite materials that contain such clay |
RU2430118C2 (en) * | 2005-07-18 | 2011-09-27 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Composites of functionalised isobutylene-inorganic clay polymer and method using aqueous-organic emulsion |
RU2331470C2 (en) * | 2006-08-01 | 2008-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water |
RU2397809C1 (en) * | 2009-06-03 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Полиглин" | Method of making hybrid organic-inorganic sorbent for cleaning various surfaces from oil and oil product spills |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201650131A1 (en) | 2017-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Habiba et al. | Adsorption study of methyl orange by chitosan/polyvinyl alcohol/zeolite electrospun composite nanofibrous membrane | |
Kyzas et al. | Activated carbons produced by pyrolysis of waste potato peels: Cobalt ions removal by adsorption | |
Hassani et al. | Preparation of montmorillonite–alginate nanobiocomposite for adsorption of a textile dye in aqueous phase: Isotherm, kinetic and experimental design approaches | |
Rani et al. | Banana fiber Cellulose Nano Crystals grafted with butyl acrylate for heavy metal lead (II) removal | |
Vaz et al. | Methylene blue adsorption on chitosan-g-poly (acrylic acid)/rice husk ash superabsorbent composite: kinetics, equilibrium, and thermodynamics | |
Zhu et al. | Removal of Cu2+ from aqueous solutions by the novel modified bagasse pulp cellulose: Kinetics, isotherm and mechanism | |
Hsu et al. | Adsorption of paraquat using methacrylic acid-modified rice husk | |
Elwakeel et al. | 2-Mercaptobenzimidazole-functionalized chitosan for enhanced removal of methylene blue: Batch and column studies | |
Vu et al. | Adsorption of short-chain perfluoroalkyl acids (PFAAs) from water/wastewater | |
Wang et al. | Adsorption of cationic dye on N, O-carboxymethyl-chitosan from aqueous solutions: equilibrium, kinetics, and adsorption mechanism | |
Fang et al. | Synthesis and characterization of a high-capacity cationic hydrogel adsorbent and its application in the removal of Acid Black 1 from aqueous solution | |
Huang et al. | A novel ε-polylysine-modified microcrystalline cellulose based antibacterial hydrogel for removal of heavy metal | |
Thakur et al. | Gelatin–silica-based hybrid materials as efficient candidates for removal of chromium (VI) from aqueous solutions | |
Xu et al. | Physicochemical characteristics of epichlorohydrin, pyridine and trimethylamine functionalized cotton stalk and its adsorption/desorption properties for perchlorate | |
Jana et al. | Removal of textile dyes from single and ternary solutions using poly (acrylamide‐co‐N‐methylacrylamide) grafted katira gum hydrogel | |
Kong et al. | A novel green biosorbent from chitosan modified by sodium phytate for copper (II) ion removal | |
Wu et al. | Removal of typical organic contaminants with a recyclable calcined chitosan-supported layered double hydroxide adsorbent: Kinetics and equilibrium isotherms | |
Perendija et al. | Bio-membrane based on modified cellulose, lignin, and tannic acid for cation and oxyanion removal: Experimental and theoretical study | |
Das et al. | Enhanced biosorption of fluoride by extracted nanocellulose/polyvinyl alcohol composite in batch and fixed-bed system: ANN analysis and numerical modeling | |
Astuti et al. | Chemically modified kapok sawdust as adsorbent of methyl violet dye from aqueous solution | |
Huang et al. | Removal of Cu2+ and Zn2+ ions from aqueous solution using sodium alginate and attapulgite composite hydrogels | |
RU2430883C1 (en) | Method of modifying montmorillonite | |
EA028334B1 (en) | Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment | |
Bunhu et al. | Competitive sorption of Cd 2+ and Pb 2+ from a binary aqueous solution by poly (methyl methacrylate)-grafted montmorillonite clay nanocomposite | |
Mosaffa et al. | Bacterial cellulose microfiber reinforced hollow chitosan beads decorated with cross-linked melamine plates for the removal of the Congo red |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |