RU2438995C1 - Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions - Google Patents

Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2438995C1
RU2438995C1 RU2010124986/05A RU2010124986A RU2438995C1 RU 2438995 C1 RU2438995 C1 RU 2438995C1 RU 2010124986/05 A RU2010124986/05 A RU 2010124986/05A RU 2010124986 A RU2010124986 A RU 2010124986A RU 2438995 C1 RU2438995 C1 RU 2438995C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
sorbents
sorbent
ions
concentration
Prior art date
Application number
RU2010124986/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Евгеньевна Никифорова (RU)
Татьяна Евгеньевна Никифорова
Владимир Александрович Козлов (RU)
Владимир Александрович Козлов
Наталья Андреевна Титаренко (RU)
Наталья Андреевна Титаренко
Денис Михайлович Зимин (RU)
Денис Михайлович Зимин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority to RU2010124986/05A priority Critical patent/RU2438995C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2438995C1 publication Critical patent/RU2438995C1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention can be used in water treatment, in techniques for recycling ions of heavy metals from aqueous solutions and waste water. The method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions involves contact of these solutions at room temperature with cellulose-based modified polymer sorbents with solution/sorbent modulus equal to 50-200. The sorbents are modified through their reaction with an oxidising agent with exposure to microwaves with power 300 W and frequency 2.45 GHz, at temperature 25-70C for 5-15 minutes, followed by washing with water and treatment with sodium bisulphite. Contact between the modified sorbent and the purified solutions is 1-20 minutes long. The sorbents are treated in an oxidising agent solution with concentration of 0.1-0.3 M at pH 2.5-4.5, and treatment with sodium bisulphite is carried out in a solution with concentration 0.5-5% at pH 2-4.5 for 0.5-1 hour. The oxidising agent used is sodium metaperiodate, periodic acid or sodium hypochlorite, and the sorbents used are cotton or wood cellulose, short flax fibre or wood shavings. ^ EFFECT: invention enables to increase the degree of extraction of ions of heavy metals from solutions with metal ion concentration of 1,5 mol/l by 13-15% and cut sorption time to 1-20 minutes. ^ 3 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к способам извлечения ионов тяжелых металлов сорбцией на природных целлюлозосодержащих сорбентах, из растворов различного состава, образующихся в результате проведения разнообразных технологических процессов, и может быть использовано для совершенствования мембранных и сорбционных технологий, в водоподготовке, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод различной природы.The invention relates to methods for the extraction of heavy metal ions by sorption on natural cellulose-containing sorbents, from solutions of various compositions resulting from a variety of technological processes, and can be used to improve membrane and sorption technologies, in water treatment, in the development of technologies for the disposal of heavy metal ions from water solutions and wastewater of various nature.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известен способ очистки сточных вод промышленных предприятий от тяжелых металлов, в частности от ионов меди, путем сорбции на древесных опилках, обработанных 4-метил-8-оксо-5-азадекадиен-3,9-ОН-2 при массовом соотношении опилки - реагент 1: 0,05-0,1 [А.с.1819669 СССР, МКИ5 В 01020/22. Способ получения сорбента для очистки сточных вод меди // Тимофеева С.С., Кухарев Б.Ф., Станкевич В.К., Клименко Г.Р. - №4911863/05; Заявл. 15.05.91.; Опубл. 7.06.93, Бюл. №21]. Однако такой способ модифицирования опилок является неэкономичным, так как подразумевает применение дорогостоящего реагента в количестве 5-10% от массы сорбента, а также приводит к загрязнению окружающей среды.There is a method of wastewater treatment of industrial enterprises from heavy metals, in particular from copper ions, by sorption on sawdust treated with 4-methyl-8-oxo-5-azadecadiene-3,9-OH-2 with a sawdust-reagent mass ratio of 1 : 0.05-0.1 [A.S. 1819669 USSR, MKI 5 V 01020/22. A method of producing a sorbent for wastewater treatment of copper // Timofeeva S.S., Kukharev B.F., Stankevich V.K., Klimenko G.R. - No. 4911863/05; Claim 05/15/91; Publ. June 7, 93, Bull. No. 21]. However, this method of modifying sawdust is uneconomical, since it implies the use of an expensive reagent in an amount of 5-10% by weight of the sorbent, and also leads to environmental pollution.

Известен способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их с полимерными сорбентами, содержащими целлюлозную компоненту и аминокислотные остатки при модуле раствор/сорбент, равном 50-200. В качестве сорбента используют шроты или жмыхи, предварительно обработанные в водных растворах ферментов при модуле раствор/сорбент 5-50 и концентрации ферментов 1-10% от массы сорбента в течение 1-3 ч при температуре 25-40°С, а контактирование обработанного сорбента осуществляют в течение 5-20 мин при комнатной температуре. В результате применения таких сорбентов степень извлечения ионов Cu(II), Zn(II) и Cd(II) для различных индивидуальных и смешанных образцов шротов и жмыхов составляла от 78,3 до 99,9% [Никифорова Т.Е., Багровская Н.А., Лилин С.А., Козлов В.А. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Патент РФ №2258560. Опубл. в БИ №23 от 20.08.2005 г.].A known method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them with polymer sorbents containing a cellulosic component and amino acid residues with a solution / sorbent module of 50-200. As a sorbent use meal or cake, pre-treated in aqueous enzyme solutions with a solution / sorbent module of 5-50 and an enzyme concentration of 1-10% by weight of the sorbent for 1-3 hours at a temperature of 25-40 ° C, and contacting the treated sorbent carried out for 5-20 minutes at room temperature. As a result of the use of such sorbents, the degree of extraction of Cu (II), Zn (II), and Cd (II) ions for various individual and mixed samples of meal and cake was from 78.3 to 99.9% [T. Nikiforova, Bagrovskaya N .A., Lilin S.A., Kozlov V.A. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent №2258560. Publ. in BI No. 23 of 08/20/2005].

Однако этот способ предполагает использование для предварительной обработки сорбентов дорогостоящих и дефицитных реагентов - ферментов и ферментных препаратов (100 мг липазы, полученной из Pseudomonada Cepacia, стоят 61,21 евро [Sigma. 2002-2003]); если липаза выпускается отечественной промышленностью, то ферментный препарат B1 mix представляет собой опытный образец, разработанный путем генной инженерии на кафедре энзимологии МГУ.However, this method involves the use of expensive and scarce reagents — enzymes and enzyme preparations — for pre-treatment of sorbents (100 mg of lipase obtained from Pseudomonada Cepacia costs 61.21 euros [Sigma. 2002-2003]); if lipase is produced by domestic industry, the enzyme preparation B 1 mix is a prototype developed by genetic engineering at the Department of Enzymology of Moscow State University.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами, при модуле раствор/сорбент, равном 50-200. При этом в качестве полимерного сорбента используют вторичные продукты переработки масличного сырья - шроты или жмыхи, предварительно обработанные в водном растворе, содержащем натриевую соль монохлоруксусной кислоты в количестве 1-10% от массы сорбента и соду или щелочь для создания рН 8-12, при модуле раствор/сорбент 5-50 в течение 30-60 мин на кипящей водяной бане, после чего добавляют разбавленный раствор сильной минеральной кислоты (НСl или Н2SO4) до рН 4-7, а контактирование модифицированного сорбента осуществляют в течение 0,5-1,5 ч [Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Родионова М.В. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Патент РФ №2329098. Опубл. в БИ №20 от 20.07.2008 г.].The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method for extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified polymer sorbents, with a solution / sorbent module equal to 50-200. In this case, the secondary products of the processing of oilseeds - oilseed meal or meal, pretreated in an aqueous solution containing sodium salt of monochloracetic acid in an amount of 1-10% by weight of the sorbent and soda or alkali to create a pH of 8-12, are used as a polymer sorbent with a module solution / sorbent 5-50 for 30-60 minutes in a boiling water bath, after which a dilute solution of a strong mineral acid (Hcl or H 2 SO 4 ) is added to a pH of 4-7, and the contacting of the modified sorbent is carried out for 0.5- 1.5 hours [Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Rodionova M.V. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent No. 2329098. Publ. in BI No. 20 of July 20, 2008].

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов из более концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л);- insufficiently high degree of extraction of heavy metal ions from more concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l);

- длительное время сорбции (0,5-1,5 ч).- long sorption time (0.5-1.5 hours).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является создание способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, позволяющего:The objective of the invention is to provide a method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, allowing:

- повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из более концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л);- increase the degree of extraction of heavy metal ions from more concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l);

- сократить время сорбции.- reduce sorption time.

Поставленная задача решена путем создания способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, в котором модифицирование сорбентов осуществляют путем их взаимодействия с окислителем при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц и температуре 25-70°С в течение 5-15 мин с последующей промывкой водой и обработкой бисульфитом натрия, при этом контактирование модифицированного сорбента проводят в течение 1-20 мин.The problem is solved by creating a method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified cellulose-based polymer sorbents with a solution / sorbent module of 50-200, in which the sorbents are modified by their interaction with an oxidizing agent under microwave irradiation 300 W with a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 25-70 ° C for 5-15 minutes, followed by washing with water and treatment with sodium bisulfite, while modifying contact -skilled sorbent is carried out for 1-20 min.

Взаимодействие сорбентов с окислителем осуществляют в растворе с концентрацией 0,1-0,3 М при рН 2,5-4,5, а обработку бисульфитом натрия осуществляют в растворе с концентрацией 0,5-5% при рН 2-4,5 в течение 0,5-1 ч при комнатной температуреThe interaction of sorbents with an oxidizing agent is carried out in a solution with a concentration of 0.1-0.3 M at a pH of 2.5-4.5, and treatment with sodium bisulfite is carried out in a solution with a concentration of 0.5-5% at a pH of 2-4.5 V for 0.5-1 hours at room temperature

При этом в качестве окислителя используют метаперйодат натрия, йодную кислоту или гипохлорит натрия, а в качестве полимерных сорбентов используют хлопковую или древесную целлюлозу, короткое льняное волокно или древесные опилки.At the same time, sodium metaperiodate, iodic acid or sodium hypochlorite are used as an oxidizing agent, and cotton or wood pulp, short flax fiber or sawdust are used as polymer sorbents.

В качестве реагентов использовали:As reagents used:

- йодная кислота - НIO4 [ТУ 6-09-02-87-74];- iodic acid - HIO 4 [TU 6-09-02-87-74];

- метаперйодат натрия - NaIO4 [ТУ 6-09-02-54-74];- sodium metaperiodate - NaIO 4 [TU 6-09-02-54-74];

- гипохлорит натрия - NaOCl [ГОСТ 11086-76. Гипохлорит натрия. Технические условия.];- sodium hypochlorite - NaOCl [GOST 11086-76. Sodium hypochlorite. Specifications.];

- бисульфит натрия - NaHSO3 [ГОСТ 902-76. Натрия бисульфит технический (водный раствор). Технические условия.];- sodium bisulfite - NaHSO 3 [GOST 902-76. Technical sodium bisulfite (aqueous solution). Specifications.];

В качестве сорбентов использовали:As sorbents used:

- короткое льняное волокно, представляющее собой вторичный продукт переработки льняной промышленности следующего состава, %: целлюлоза (75…78), гемицеллюлоза (9,4…11,9), лигнин (3,8), пектиновые вещества (2,9…3,2), воскообразные вещества (2,7), азотсодержащие вещества в расчете на белки (1,9…2,1), минеральные вещества (1,3…2,8) [Кричевский Г.Е., Корчагин М.В., Сенахов А.В. Химическая технология текстильных материалов. М., 1985. 640 с.];- short flax fiber, which is a secondary product of processing the flax industry of the following composition,%: cellulose (75 ... 78), hemicellulose (9.4 ... 11.9), lignin (3.8), pectin substances (2.9 ... 3 , 2), waxy substances (2.7), nitrogen-containing substances per protein (1.9 ... 2.1), minerals (1.3 ... 2.8) [Krichevsky G.E., Korchagin M.V. ., Senakhov A.V. Chemical technology of textile materials. M., 1985. 640 p.];

- древесные опилки - отход деревообрабатывающей промышленности (состав, % от абсолютно сухой древесины: целлюлоза - 31,0-52,5; лигнин - 19,5-30,9; пентозаны - 5,3-28,3; маннан - 1,3-11,3; галактан - 0,7-14,4; уроновые кислоты - 2,9-8,6; вещества, экстрагируемые горячей водой - 1,4-22,6; вещества, экстрагируемые этиловым эфиром - 0,7-4,6; зола - 0,2-1,0) [Никитин В.М., Оболенская А.В. Щеголев В.П. Химия древесины и целлюлозы. М.: Лесная промышленность, 1978.-368 с.];- sawdust - waste from the woodworking industry (composition,% of absolutely dry wood: cellulose - 31.0-52.5; lignin - 19.5-30.9; pentosans - 5.3-28.3; mannan - 1, 3-11.3; galactan - 0.7-14.4; uronic acids - 2.9-8.6; substances extracted with hot water - 1.4-22.6; substances extracted with ethyl ether - 0.7 -4.6; ash - 0.2-1.0) [Nikitin V.M., Obolenskaya A.V. Schegolev V.P. Chemistry of wood and cellulose. M .: Forest industry, 1978.-368 S.];

- хлопковая целлюлоза [ГОСТ 595-79 «Целлюлоза хлопковая. Технические условия.];- cotton cellulose [GOST 595-79 "Cotton cellulose. Specifications.];

- древесная целлюлоза [ГОСТ 11208-82. Целлюлоза древесная (хвойная) сульфатная небеленая. Технические условия.].- wood pulp [GOST 11208-82. Wood pulp (coniferous) sulfate unbleached. Specifications.].

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Пример 1.Example 1

10 г древесных опилок заливают 200 мл 0,ЗМ водного раствора йодной кислоты (модуль 20) при рН 3,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 70°С в течение 10 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 400 мл 0,5%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 40) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of wood sawdust is poured into 200 ml of 0, 3M aqueous solution of iodic acid (module 20) at pH 3.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 70 ° C for 10 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 400 ml of a 0.5% sodium bisulfite solution (module 40) at pH 4.5 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and dried.

Обработанный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди. Через 15 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cu(II). Концентрация ионов меди в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,284 ммоль/л (степень извлечения 75,8%).The treated sorbent is poured into 0.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 50) containing 1.5 mmol / L of copper ions. After 15 minutes, the solution is filtered off and the content of Cu (II) ions is determined in the filtrate. The concentration of copper ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.284 mmol / L (the degree of extraction of 75.8%).

Пример 2.Example 2

10 г хлопковой целлюлозы заливают 400 мл 0,2М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 40) при рН 2,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 25°С в течение 7 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 150 мл 3,5%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 15) при рН 2 и комнатной температуре в течение 1 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of cotton pulp is poured into 400 ml of a 0.2 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 40) at pH 2.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 25 ° C for 7 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and is treated with 150 ml of a 3.5% sodium bisulfite solution (module 15) at pH 2 and room temperature for 1 h, after which it is again washed with distilled water to remove excess bisulfite and dried.

Обработанный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), содержащего 0,15 ммоль/л ионов никеля. Через 1 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Ni(II). Концентрация ионов никеля в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3705 ммоль/л (степень извлечения 75,3%).The treated sorbent is poured into 1.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 150) containing 0.15 mmol / L of nickel ions. After 1 min, the solution was filtered off and the Ni (II) ion content was determined in the filtrate. The concentration of nickel ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.3705 mmol / L (the degree of extraction of 75.3%).

Пример 3.Example 3

10 г короткого льняного волокна заливают 150 мл 0,1М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 15) при рН 4,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 50°С в течение 15 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 500 мл 2,0%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 50) при рН 4 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of short flaxseed fiber is poured into 150 ml of a 0.1 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 15) at pH 4.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 50 ° C for 15 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 500 ml of a 2.0% sodium bisulfite solution (module 50) at pH 4 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and are dried.

Обработанный сорбент заливают 2 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 200), содержащего 1,5 ммоль/л ионов цинка. Через 10 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Zn(II). Концентрация ионов цинка в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3915 ммоль/л (степень извлечения 73,9%).The treated sorbent is poured into 2 L of an aqueous solution at room temperature (module 200) containing 1.5 mmol / L of zinc ions. After 10 minutes, the solution is filtered off and the content of Zn (II) ions is determined in the filtrate. The concentration of zinc ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.3915 mmol / L (recovery rate 73.9%).

Пример 4.Example 4

10 г древесной целлюлозы заливают 500 мл 0,25М водного раствора гипохлорита натрия (модуль 50) при рН 3,0 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 30°С в течение 5 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 300 мл 5,0%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 30) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of wood pulp is poured into 500 ml of a 0.25 M aqueous solution of sodium hypochlorite (module 50) at pH 3.0 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 30 ° C for 5 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 300 ml of a 5.0% sodium bisulfite solution (module 30) at pH 4.5 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and dried.

Обработанный сорбент заливают 1 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 100), содержащего 1,5 ммоль/л ионов кадмия. Через 20 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cd(II). Концентрация ионов кадмия в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,408 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 72,8%).The treated sorbent is poured into 1 l of an aqueous solution at room temperature (module 100) containing 1.5 mmol / l of cadmium ions. After 20 minutes the solution is filtered off and the content of Cd (II) ions is determined in the filtrate. The concentration of cadmium ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.408 mmol / L (the degree of extraction of Cd (II) ions was 72.8%).

Пример 5.Example 5

10 г древесных опилок заливают 200 мл 0,3 М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 20) при рН 3,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 50°С в течение 10 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 400 мл 0,5%-ного раствора бисульфита натрия (модуль 40) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 0,5 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка бисульфита и высушивают.10 g of wood sawdust is poured into 200 ml of a 0.3 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 20) at pH 3.5 and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 50 ° C for 10 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 400 ml of a 0.5% sodium bisulfite solution (module 40) at pH 4.5 and room temperature for 0.5 h, then rinsed again with distilled water to remove excess bisulfite and dried.

Обработанный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди, никеля, цинка и кадмия в соотношении 1:1:1:1. Через 20 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов металлов. Концентрация ионов Cu(II), Ni(II), Zn(II) и Cd(II) в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,091; 0,099;The treated sorbent is poured into 0.5 l of an aqueous solution at room temperature (module 50) containing 1.5 mmol / l of copper, nickel, zinc and cadmium ions in a ratio of 1: 1: 1: 1. After 20 minutes the solution is filtered off and the content of metal ions is determined in the filtrate. The concentration of Cu (II), Ni (II), Zn (II) and Cd (II) ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.091; 0.099;

0,102 и 0,107 ммоль/л соответственно (степень извлечения 75,7; 73,6; 72,8 и 71,5%).0.102 and 0.107 mmol / L, respectively (degree of extraction of 75.7; 73.6; 72.8 and 71.5%).

Для оценки эффективности способа, описанного в прототипе, были проведены опыты по извлечению ионов тяжелых металлов из растворов, в которых концентрация ионов тяжелых металлов составляет 1,5 ммоль/л, с использованием шротов и жмыхов, обработанных натриевой солью монохлоруксусной кислоты.To assess the effectiveness of the method described in the prototype, experiments were conducted on the extraction of heavy metal ions from solutions in which the concentration of heavy metal ions is 1.5 mmol / L, using meal and cake treated with sodium monochloracetic acid.

Результаты опытов представлены в таблице.The results of the experiments are presented in the table.

Таким образом, из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно: повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из более концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л) на 13-15% и сократить время сорбции (с 0,5-1,5 ч до 1-20 мин).Thus, from the data given in the table it follows that the proposed method allows to solve the problem, namely: to increase the degree of extraction of heavy metal ions from more concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l) by 13-15% and reduce sorption time (from 0.5-1.5 hours to 1-20 minutes).

ТаблицаTable ПРИМЕРЫEXAMPLES Степень извлечения, %The degree of extraction,% Время сорбции, минSorption time, min Сu2+ Cu 2+ Ni2+ Ni 2+ Zn2+ Zn 2+ Cd2+ Cd 2+ 1.one. 77,577.5 -- -- -- 15fifteen 2.2. -- 75,375.3 -- -- 1one 3.3. -- -- 73,973.9 -- 1010 4.four. -- -- -- 72,872.8 20twenty 5.5. 75,775.7 73,673.6 72,872.8 71,571.5 20twenty ПРОТОТИПPROTOTYPE 68,168.1 -- -- -- 30thirty 62,262,2 -- -- 4545 -- -- 60,760.7 -- 6060 57,657.6 9090 62,662.6 60,860.8 59,759.7 56,456.4 9090

Claims (3)

1. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, отличающийся тем, что модифицирование сорбентов осуществляют путем их взаимодействия с окислителем при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц и температуре 25-70°С в течение 5-15 мин с последующей промывкой водой и обработкой бисульфитом натрия, при этом контактирование модифицированного сорбента проводят в течение 1-20 мин.1. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified cellulose-based polymer sorbents with a solution / sorbent module of 50-200, characterized in that the sorbents are modified by their interaction with an oxidizing agent under microwave irradiation with power 300 W with a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 25-70 ° C for 5-15 minutes, followed by washing with water and treatment with sodium bisulfite, while contacting the modified sorbent by for 1-20 min. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие сорбентов с окислителем осуществляют в растворе с концентрацией 0,1-0,3 М при рН 2,5-4,5, а обработку бисульфитом натрия осуществляют в растворе с концентрацией 0,5-5% при рН 2-4,5 в течение 0,5-1 ч при комнатной температуре.2. The method according to claim 1, characterized in that the interaction of the sorbents with the oxidizing agent is carried out in a solution with a concentration of 0.1-0.3 M at a pH of 2.5-4.5, and the treatment with sodium bisulfite is carried out in a solution with a concentration of 0, 5-5% at a pH of 2-4.5 for 0.5-1 h at room temperature. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют метаперйодат натрия, йодную кислоту или гипохлорит натрия, а в качестве полимерных сорбентов используют хлопковую или древесную целлюлозу, короткое льняное волокно или древесные опилки. 3. The method according to claim 1, characterized in that sodium metaperiodate, iodic acid or sodium hypochlorite are used as the oxidizing agent, and cotton or wood pulp, short flax fiber or sawdust are used as polymer sorbents.
RU2010124986/05A 2010-06-17 2010-06-17 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions RU2438995C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124986/05A RU2438995C1 (en) 2010-06-17 2010-06-17 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124986/05A RU2438995C1 (en) 2010-06-17 2010-06-17 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2438995C1 true RU2438995C1 (en) 2012-01-10

Family

ID=45783968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124986/05A RU2438995C1 (en) 2010-06-17 2010-06-17 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2438995C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102934581A (en) * 2012-11-22 2013-02-20 中国科学院亚热带农业生态研究所 Planting method of flax in heavy-metal contaminated soil
RU2495830C1 (en) * 2012-04-28 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2598483C1 (en) * 2015-06-29 2016-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2640547C1 (en) * 2016-12-19 2018-01-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions
RU2728998C1 (en) * 2019-12-10 2020-08-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of heavy metal ions extraction from aqueous solutions

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495830C1 (en) * 2012-04-28 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
CN102934581A (en) * 2012-11-22 2013-02-20 中国科学院亚热带农业生态研究所 Planting method of flax in heavy-metal contaminated soil
CN102934581B (en) * 2012-11-22 2013-09-04 中国科学院亚热带农业生态研究所 Planting method of flax in heavy-metal contaminated soil
RU2598483C1 (en) * 2015-06-29 2016-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2640547C1 (en) * 2016-12-19 2018-01-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions
RU2728998C1 (en) * 2019-12-10 2020-08-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of heavy metal ions extraction from aqueous solutions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640547C1 (en) Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions
RU2438995C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
US7585387B2 (en) Chemical oxidation for cellulose separation with a hypochlorite and peroxide mixture
RU2495830C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
JP2010084104A (en) Method for separating cellulose from lignin of lignocellulose-based biomass with ion liquid
RU2010150201A (en) METHOD FOR DISSOLVING CELLULOSE AND PRODUCT FROM CELLULOSE OBTAINED FROM A SOLUTION INCLUDING DISSOLVED CELLULOSE
RU2702568C1 (en) Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
HU202938B (en) Method for yielding cellulose from materials of lignine content
JPS6113799B2 (en)
CZ309860B6 (en) An aqueous composition of an acid
JP5720131B2 (en) Method for producing lignin and composition thereof
JP4947223B1 (en) Enzymatic saccharification method for lignocellulose-containing biomass
RU2471721C1 (en) Method of modifying cellulose-based sorbents
RU2712907C1 (en) Method of modifying cellulose-containing sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
RU2351548C1 (en) Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
RU2633913C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2791803C1 (en) Method of modifying sorbents based on cellulose
RU2816088C1 (en) Method of modifying sorbents based on cellulose for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2728150C1 (en) Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2598483C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
JPS5886095A (en) Pretreatment for enzymatic hydrolysis of cellulosic material
US20220090155A1 (en) Chemically modified lignin as reducing agent for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass
RU2608029C1 (en) Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2768623C1 (en) Method for modifying sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2728998C1 (en) Method of heavy metal ions extraction from aqueous solutions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130618