RU2471721C1 - Method of modifying cellulose-based sorbents - Google Patents
Method of modifying cellulose-based sorbents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471721C1 RU2471721C1 RU2011127574/05A RU2011127574A RU2471721C1 RU 2471721 C1 RU2471721 C1 RU 2471721C1 RU 2011127574/05 A RU2011127574/05 A RU 2011127574/05A RU 2011127574 A RU2011127574 A RU 2011127574A RU 2471721 C1 RU2471721 C1 RU 2471721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sorbent
- room temperature
- minutes
- sorbents
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к способам модифицирования природных целлюлозосодержащих сорбентов, предназначенных для извлечения ионов тяжелых металлов сорбцией 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 modifying natural cellulose-containing sorbents intended for the extraction of heavy metal ions by sorption from solutions of various compositions resulting from various 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 aqueous solutions and wastewater of various nature.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Известен способ модифицирования древесных опилок, заключающийся в их обработке 4-метил-8-оксо-5-азадекадиен-3,9-ОН-2 при массовом соотношении опилки - реагент 1: 0,05-0,1 [А.с. СССР 1819669, МКИ5 В 01 J 20/22. 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. 07.06.93, Бюл. №21]. Модифицированный сорбент предназначен для сорбционной очистки сточных вод промышленных предприятий от тяжелых металлов, в частности от ионов меди.A known method of modifying wood sawdust, which consists in processing 4-methyl-8-oxo-5-azadecadiene-3,9-OH-2 with a mass ratio of sawdust to reagent 1: 0.05-0.1 [A.S. USSR 1819669, MKI 5 V 01 J 20/22. 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; declared 05/15/91; publ. 06/07/93, Bull. No. 21]. The modified sorbent is intended for sorption treatment of wastewater of industrial enterprises from heavy metals, in particular from copper ions.
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.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 модифицирования сорбентов, содержащих 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. Сорбенты предназначены для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. В результате применения таких модифицированных 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.]. Однако этот способ предполагает использование для модифицирования 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 методом генной инженерии на кафедре энзимологии МГУ.A known method of modifying 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. Sorbents are designed to extract heavy metal ions from aqueous solutions. As a result of the use of such modified sorbents, the degree of extraction of Cu (II), Zn (II) and Cd (II) ions for various individual and mixed samples of meal and meal 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]. However, this method involves the use of expensive and scarce reagents — enzymes and enzyme preparations — for modification 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 модифицирования сорбентов на основе целлюлозы, в качестве которых 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 [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.]. Модифицированные сорбенты предназначены для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с водным раствором, содержащим ионы тяжелых металлов в течение 0,5-1,5 ч при модуле раствор / сорбент, равном 50-200. The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method of modifying cellulose-based sorbents, which are used as secondary products of the processing of oilseeds - oilseed meal or meal, pretreated in an aqueous solution containing 1- monochloracetic acid sodium salt 10% by weight of the sorbent and soda or alkali to create a pH of 8-12, with a solution / sorbent module of 5-50 for 30-60 minutes in a boiling water bath, after which a diluted solution is added strongly mineral acid (HCl or H 2 SO 4) to pH 4-7 [Nikiforov TE, VA Kozlov, M. Rodionova The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent No. 2329098. Publ. in BI No. 20 of July 20, 2008]. Modified sorbents are designed to extract heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with an aqueous solution containing heavy metal ions for 0.5-1.5 hours with a solution / sorbent module equal to 50-200.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
а) недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов (56,4-68,1%) из концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л); б) длительное время сорбции (0,5-1,5 ч).a) insufficiently high degree of extraction of heavy metal ions (56.4-68.1%) from concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l); b) a long sorption time (0.5-1.5 hours).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является создание способа модифицирования сорбентов на основе целлюлозы для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, позволяющего:The objective of the invention is to provide a method of modifying sorbents based on cellulose to extract heavy metal ions from aqueous solutions, allowing:
а) повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из концентрированных растворов (с концентрацией ионов металлов 1,5 ммоль/л); б) сократить время сорбции.a) increase the degree of extraction of heavy metal ions from concentrated solutions (with a concentration of metal ions of 1.5 mmol / l); b) reduce sorption time.
Поставленная задача решена путем создания способа модифицирования сорбентов на основе целлюлозы, предназначенных для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, путем обработки их модифицирующими агентами, в котором модифицирование осуществляют путем их последовательной обработки растворами окислителя, гидрохлорида гидроксиламина, перекиси водорода и гидроксида натрия с промывкой водой после каждой стадии, причем взаимодействие сорбентов с окислителем осуществляют при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц и температуре 25-55°С в течение 5-15 мин в растворе с концентрацией 0,1-0,3 М при рН 2,5-4,5, и модуле раствор / сорбент 15-50; обработку гидрохлоридом гидроксиламина проводят его 0,3 - 1 М водным раствором при рН 3-5, модуле раствор / сорбент 15-50, в течение 40-60 мин при комнатной температуре; окисление перекисью водорода осуществляют ее 30%-ным раствором при рН 5-7 в течение 30-60 мин при комнатной температуре, модуле раствор / сорбент 15-50, а обработку раствором гидроксида натрия выполняют при рН 8-9 в течение 5 мин при комнатной температуре, при этом контактирование модифицированного сорбента проводят в течение 1-20 мин.The problem is solved by creating a method of modifying cellulose-based sorbents designed to extract heavy metal ions from aqueous solutions by treating them with modifying agents, in which the modification is carried out by sequentially treating them with solutions of an oxidizing agent, hydroxylamine hydrochloride, hydrogen peroxide and sodium hydroxide with water washing after each stage, moreover, the interaction of sorbents with an oxidizing agent is carried out under microwave irradiation with a power of 300 W with a frequency 2.45 GHz and a temperature of 25-55 ° C for 5-15 minutes in a solution with a concentration of 0.1-0.3 M at a pH of 2.5-4.5, and a solution / sorbent module of 15-50; treatment with hydroxylamine hydrochloride, it is carried out with a 0.3 - 1 M aqueous solution at pH 3-5, the solution / sorbent module is 15-50, for 40-60 minutes at room temperature; Hydrogen peroxide oxidation is carried out with its 30% solution at pH 5-7 for 30-60 minutes at room temperature, the solution / sorbent module is 15-50, and treatment with sodium hydroxide solution is performed at pH 8-9 for 5 minutes at room temperature temperature, while contacting the modified sorbent is carried out for 1-20 minutes
В качестве окислителя используют метаперйодат натрия, йодную кислоту или гипохлорит натрия, а в качестве сорбентов используют хлопковую или древесную целлюлозу, короткое льняное волокно или древесные опилки.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 sorbents.
Извлечение ионов тяжелых металлов из водных растворов проводят путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор / сорбент, равном 50-200.The extraction of heavy metal ions from aqueous solutions is carried out by contacting them at room temperature with modified cellulose-based polymer sorbents with a solution / sorbent module of 50-200.
В качестве реагентов использовали:As reagents used:
- йодная кислота - HIO4 [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. Technical conditions];
- гидроксиламина гидрохлорид - (NН3ОН)Сl [ГОСТ 5456-79. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия];- hydroxylamine hydrochloride - (NH 3 OH) Cl [GOST 5456-79. Hydroxylamine hydrochloride. Technical conditions];
- перекись водорода [ГОСТ 177-88. Перекись водорода, водорода пероксид, пергидроль. Технические условия];- hydrogen peroxide [GOST 177-88. Hydrogen peroxide, hydrogen peroxide, perhydrol. Technical conditions];
- натрия гидроксид NaOH [ГОСТ 2263-79. Натр едкий технический. Технические условия].- sodium hydroxide NaOH [GOST 2263-79. Technical caustic soda. 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 0,3 М водного раствора йодной кислоты (модуль 20) при рН 3,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 30°С в течение 10 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 500 мл 0,8 М раствора гидрохлорида гидроксиламина (модуль 50) при рН 3 и комнатной температуре в течение 40 мин, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка гидрохлорида гидроксиламина, затем окисляют 150 мл 30%-ным раствором перекиси водорода (модуль 15) при рН 5,5 в течение 60 мин, при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и обрабатывают раствором NaOH при рН 8 в течение 5 мин при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и высушивают.10 g of wood sawdust is poured into 200 ml of a 0.3 M 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 30 ° C for 10 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 500 ml of a 0.8 M solution of hydroxylamine hydrochloride (module 50) at pH 3 and room temperature for 40 min, then washed with distilled water again to remove excess hydroxylamine hydrochloride, then oxidize 150 ml of a 30% hydrogen peroxide solution (module 15) at pH 5.5 for 60 min, at room temperature, washed with distilled water and treated with NaOH at pH 8 for 5 min at room temperature, washed with distilled water 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 0,333 ммоль/л (степень извлечения 77,8%).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 0.333 mmol / L (the degree of extraction of 77.8%).
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 15 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 150 мл 0,5 М раствора гидрохлорида гидроксиламипа (модуль 15) при рН 3,5 и комнатной температуре в течение 1 ч, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка гидрохлорида гидроксиламина, затем окисляют 300 мл 30%-ным раствором перекиси водорода (модуль 30) при рН 5 в течение 30 мин, при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и обрабатывают раствором NaOH при рН 8 в течение 5 мин при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и высушивают.10 g of cotton cellulose 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 15 minutes, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and is treated with 150 ml of a 0.5 M solution of hydroxylamine hydrochloride (module 15) at pH 3.5 and room temperature for 1 h, then again washed with distilled water to remove excess hydroxylamine hydrochloride, then kislyayut 300 ml of a 30% solution of hydrogen peroxide (module 30) at pH 5 for 30 minutes at room temperature, washed with distilled water and treated with NaOH solution at pH 8 for 5 minutes at room temperature, washed with distilled water and dried.
Обработанный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), содержащего 1,5 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 0,3645 ммоль/л (степень извлечения 75,7%).The treated sorbent is poured into 1.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 150) containing 1.5 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 0.3645 mmol / L (the degree of extraction of 75.7%).
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 55°С в течение 5 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 200 мл 0,6 М раствора гидрохлорида гидроксиламина (модуль 20) при рН 5 и комнатной температуре в течение 50 мин, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка гидрохлорида гидроксиламина, затем окисляют 400 мл 30%-ным раствором перекиси водорода (модуль 40) при рН 6 в течение 45 мин, при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и обрабатывают раствором NaOH при рН 9 в течение 5 мин при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой 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 55 ° C for 5 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 200 ml of a 0.6 M hydroxylamine hydrochloride solution (module 20) at pH 5 and room temperature for 50 minutes, then washed with distilled water again to remove excess hydroxylamine hydrochloride then oxidized with 400 ml of a 30% hydrogen peroxide solution (module 40) at pH 6 for 45 min, at room temperature, washed with distilled water and treated with a NaOH solution at pH 9 for 5 min at room temperature, washed with distilled water 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 0,387 ммоль/л (степень извлечения 74,2%).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 0.387 mmol / L (recovery rate 74.2%).
Пример 4.Example 4
10 г древесной целлюлозы заливают 250 мл 0,15M водного раствора гипохлорита натрия (модуль 25) при рН 4,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 35°С в течение 5 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 400 мл 1 М раствора гидрохлорида гидроксиламина (модуль 40) при рН 3,5 и комнатной температуре в течение 45 мин, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка гидрохлорида гидроксиламина, затем окисляют 200 мл 30%-ным раствором перекиси водорода (модуль 20) при рН 7 в течение 50 мин, при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и обрабатывают раствором NaOH при рН 9 в течение 5 мин при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и высушивают.10 g of wood pulp is poured into 250 ml of a 0.15 M aqueous solution of sodium hypochlorite (module 25) 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 35 ° C for 5 min, then the mass is washed with distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 400 ml of a 1 M solution of hydroxylamine hydrochloride (module 40) at pH 3.5 and room temperature for 45 minutes, then again washed with distilled water to remove excess hydroxylamine hydrochloride, then islyayut 200 ml of a 30% solution of hydrogen peroxide (module 20) at pH 7 for 50 min at room temperature, washed with distilled water and treated with NaOH solution at pH 9 for 5 minutes at room temperature, washed with distilled water 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 0,4065 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 72,9%).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 0.4065 mmol / L (the degree of extraction of Cd (II) ions was 72.9%).
Пример 5.Example 5
10 г древесных опилок заливают 500 мл 0,25 М водного раствора метаперйодата натрия (модуль 50) при рН 3,5 и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 45°С в течение 10 мин, затем массу промывают дистиллированной водой для удаления непрореагировавших реагентов и побочных продуктов и обрабатывают 300 мл 0,3 М раствора гидрохлорида гидроксиламина (модуль 30) при рН 4,5 и комнатной температуре в течение 55 мин, после чего вновь промывают дистиллированной водой для удаления избытка гидрохлорида гидроксиламина, затем окисляют 500 мл 30%-ным раствором перекиси водорода (модуль 50) при рН 6,5 в течение 55 мин, при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и обрабатывают раствором NaOH при рН 9 в течение 5 мин при комнатной температуре, промывают дистиллированной водой и высушивают.10 g of wood sawdust is poured into 500 ml of a 0.25 M aqueous solution of sodium metaperiodate (module 50) 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 45 ° C for 10 min, then the mass is washed distilled water to remove unreacted reagents and by-products and treated with 300 ml of 0.3 M hydroxylamine hydrochloride solution (module 30) at pH 4.5 and room temperature for 55 minutes, then washed with distilled water again to remove excess hydroxylamine hydrochloride, thenoxidized with 500 ml of a 30% hydrogen peroxide solution (module 50) at pH 6.5 for 55 min, at room temperature, washed with distilled water and treated with NaOH at pH 9 for 5 min at room temperature, washed with distilled water and are 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 0,363; 0,3915; 0,402 и 0,426 ммоль/л соответственно (степень извлечения 75,8; 73,9; 73,2 и 71,6%).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 0.363; 0.3915; 0.402 and 0.426 mmol / L, respectively (degree of extraction of 75.8; 73.9; 73.2 and 71.6%).
Результаты исследований по извлечению ионов тяжелых металлов из растворов, в которых концентрация ионов тяжелых металлов составляет 1,5 ммоль/л, по прототипу и по заявляемому изобретению представлены в таблице.The research results on the extraction of heavy metal ions from solutions in which the concentration of heavy metal ions is 1.5 mmol / l, according to the prototype and according to the claimed invention 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, it follows from the data in the table 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 the time sorption (from 0.5-1.5 hours to 1-20 minutes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127574/05A RU2471721C1 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Method of modifying cellulose-based sorbents |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011127574/05A RU2471721C1 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Method of modifying cellulose-based sorbents |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471721C1 true RU2471721C1 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48806016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011127574/05A RU2471721C1 (en) | 2011-07-05 | 2011-07-05 | Method of modifying cellulose-based sorbents |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471721C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608029C1 (en) * | 2015-11-23 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting heavy metal ions 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 |
CN109502678A (en) * | 2018-11-07 | 2019-03-22 | 浙江海洋大学 | A kind of printing and dyeing wastewater treatment agent and preparation method thereof |
RU2792209C1 (en) * | 2022-08-01 | 2023-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4133929A (en) * | 1976-06-24 | 1979-01-09 | Ciba-Geigy Corporation | Ionically modified cellulose materials for removal of heavy metal ions |
US5447603A (en) * | 1993-07-09 | 1995-09-05 | The Dow Chemical Company | Process for removing metal ions from liquids |
RU2089284C1 (en) * | 1995-11-09 | 1997-09-10 | Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Method of preparing sorbent from lignocellulose material |
JPH1087701A (en) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Bio Material:Kk | Porous cellulose support and selective separation of metal using the support |
CN1631519A (en) * | 2004-11-22 | 2005-06-29 | 上海理工大学 | Method for preparing hydrosulfide group cellulose modifying material |
RU2329098C1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from water solutions |
RU2351543C1 (en) * | 2007-10-24 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
RU2351548C1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
-
2011
- 2011-07-05 RU RU2011127574/05A patent/RU2471721C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4133929A (en) * | 1976-06-24 | 1979-01-09 | Ciba-Geigy Corporation | Ionically modified cellulose materials for removal of heavy metal ions |
US5447603A (en) * | 1993-07-09 | 1995-09-05 | The Dow Chemical Company | Process for removing metal ions from liquids |
RU2089284C1 (en) * | 1995-11-09 | 1997-09-10 | Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Method of preparing sorbent from lignocellulose material |
JPH1087701A (en) * | 1996-09-12 | 1998-04-07 | Bio Material:Kk | Porous cellulose support and selective separation of metal using the support |
CN1631519A (en) * | 2004-11-22 | 2005-06-29 | 上海理工大学 | Method for preparing hydrosulfide group cellulose modifying material |
RU2329098C1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting ions of heavy metals from water solutions |
RU2351543C1 (en) * | 2007-10-24 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
RU2351548C1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608029C1 (en) * | 2015-11-23 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting heavy metal ions 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 |
CN109502678A (en) * | 2018-11-07 | 2019-03-22 | 浙江海洋大学 | A kind of printing and dyeing wastewater treatment agent and preparation method thereof |
CN109502678B (en) * | 2018-11-07 | 2021-11-09 | 浙江海洋大学 | Printing and dyeing sewage treatment agent and preparation method thereof |
RU2792209C1 (en) * | 2022-08-01 | 2023-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions 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 | |
Kumar et al. | Cellulose based grafted biosorbents-Journey from lignocellulose biomass to toxic metal ions sorption applications-A review | |
EP0739433B1 (en) | Process for modifying, breaking down or bleaching lignin, materials containing lignin or coal | |
DK170810B1 (en) | Process for the preparation of cellulose from lignin- containing raw materials | |
RU2438995C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
RU2702568C1 (en) | Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
CA3110558C (en) | Modified alkylsulfonic acid and uses thereof | |
UA76734C2 (en) | Method for separating hemicelluloses from biomasses, hemicellulose obtained by said method, and modified biomass | |
RU2010150201A (en) | METHOD FOR DISSOLVING CELLULOSE AND PRODUCT FROM CELLULOSE OBTAINED FROM A SOLUTION INCLUDING DISSOLVED CELLULOSE | |
EP0943032A1 (en) | Multicomponent system for modifying, decomposing or bleaching lignin, lignin-containing materials or similar substances, and process for using the same | |
RU2495830C1 (en) | Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions | |
RU2471721C1 (en) | Method of modifying cellulose-based sorbents | |
Kaur et al. | Development of fungal consortium for the pretreatment of rice straw under optimized solid state and shake flask conditions | |
CN104226264A (en) | Bitter gourd vine adsorption material and preparation method thereof | |
RU2712907C1 (en) | Method of modifying cellulose-containing sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
ZA200507592B (en) | Process for colour reduction of pulp and paper effluent | |
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 | |
RU2728150C1 (en) | Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
RU2816088C1 (en) | Method of modifying sorbents based on cellulose for extracting heavy metal ions from aqueous solutions | |
CN102617755A (en) | Simple and easy process for preparing chitosan by utilizing shrimp shells or processed residues of shrimp shells | |
CN105498716A (en) | Waste paper fiber-based solid adsorption material and preparation method and application thereof | |
RU2351543C1 (en) | Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions | |
RU2302376C1 (en) | Method of purification of the water solutions by sorption from the ions of the heavy metals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130706 |