RU2495830C1 - 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
RU2495830C1
RU2495830C1 RU2012117931/05A RU2012117931A RU2495830C1 RU 2495830 C1 RU2495830 C1 RU 2495830C1 RU 2012117931/05 A RU2012117931/05 A RU 2012117931/05A RU 2012117931 A RU2012117931 A RU 2012117931A RU 2495830 C1 RU2495830 C1 RU 2495830C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
sorbents
aqueous solutions
extraction
caprolactam
Prior art date
Application number
RU2012117931/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Евгеньевна Никифорова
Владимир Александрович Козлов
Никита Анатольевич Ефимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority to RU2012117931/05A priority Critical patent/RU2495830C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495830C1 publication Critical patent/RU2495830C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used to improve membrane and sorption techniques, in water treatment, in techniques for recycling ions of heavy metals from aqueous solutions and waste water. The method is realised by contacting aqueous solutions for 1-20 minutes with cellulose-based polymer sorbents which are modified with microwave radiation with power of 300 W and frequency of 2.45 GHz, with solution/sorbent ratio of 50-200. The sorbents are modified by pre-immersion in aqueous caprolactam solution or caprolactam distillation residue with concentration of 2-20 g/l with modulus of 15-50, followed by pressing and microwave exposure for 1-5 minutes at temperature of 150-200°C. The modified sorbents are brought into contact with aqueous solutions at solution pH 3-7.
EFFECT: method increases degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solution with pH below 5 by about 20%, while maintaining a high degree of extraction of heavy metal ions from neutral aqueous solutions, and also increases sorbent stability when stored on open air to one year and reduces the number of steps when modifying sorbents.
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-OH-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.].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.].

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 извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, представляющими собой 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 pH 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 (HCl или H2SO4) до pH 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.].There is a method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified polymer sorbents with a solution / sorbent module of 50-200, which are secondary products of the processing of oilseeds - meal or meal, pre-treated 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, with a solution / sorbent module of 5-50 for 30-60 minutes in a boiling water bath, last why add a dilute solution of a strong mineral acid (HCl or H 2 SO 4 ) to a pH of 4-7, and the contacting of the modified sorbent is carried out for 0.5-1.5 hours [T. Nikiforova, VA Kozlov, 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].

Однако такой способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов предполагает длительное время сорбции (0,5-1,5 ч).However, this method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions involves a long sorption time (0.5-1.5 hours).

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 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°C в течение 5-15 мин с последующей промывкой водой и обработкой бисульфитом натрия, при этом контактирование модифицированного сорбента проводят в течение 1-20 мин. Взаимодействие сорбентов с окислителем осуществляют в растворе с концентрацией 0,1-0,3 М при pH 2,5-4,5, а обработку бисульфитом натрия осуществляют в растворе с концентрацией 0,5-5% при pH 2-4,5 в течение 0,5-1 ч при комнатной температуре. 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 [Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Титаренко Н.А., Зимин Д.М. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Патент РФ №2438995. Опубл. в БИ №1 от 10.01.2012 г.].The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature with modified polymer sorbents based on cellulose with a solution / sorbent module of 50-200, in which the modification of sorbents carried out by interacting with an oxidizing agent under microwave irradiation with a power of 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 processing th sodium bisulfite, while the contacting of the modified sorbent is carried out for 1-20 minutes The 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. Sodium metaperiodate, iodic acid or sodium hypochlorite are used as an oxidizing agent, and cotton or wood pulp, short flax fiber or wood sawdust are used as polymeric sorbents [Nikiforova TE, Kozlov VA, Titarenko NA, Zimin D.M. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. RF patent No. 2438995. Publ. in BI No. 1 dated January 10, 2012].

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов (с pH<5);- insufficiently high degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions (with pH <5);

- полимерный сорбент неустойчив при хранении на открытом воздухе (сохраняет свои свойства не более 3-х месяцев).- polymer sorbent is unstable when stored in the open air (retains its properties for no more than 3 months).

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 слабо кислых растворов (с pH<5) при сохранении высокой степени извлечения ионов тяжелых металлов из нейтральных водных растворов;- increase the degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions (with pH <5) while maintaining a high degree of extraction of heavy metal ions from neutral aqueous solutions;

- повысить устойчивость сорбента при хранении на открытом воздухе, то есть увеличить время, в течение которого сорбент сохраняет свои свойства.- increase the stability of the sorbent during storage in the open air, that is, increase the time during which the sorbent retains its properties.

Поставленная задача решена путем создания способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре в течение 1-20 мин с полимерными сорбентами на основе целлюлозы, модифицированными при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, в котором модифицирование сорбентов осуществляют путем их предварительного погружения в водный раствор капролактама или кубового остатка дистилляции капролактама с концентрацией 2-20 г/л при модуле 15-50 с последующим отжимом и микроволновым облучением в течение 1-5 мин при температуре 150-200°C, а контактирование модифицированных сорбентов с водными растворами проводят при pH раствора 3-7.The problem is solved by creating a method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature for 1-20 minutes with polymer sorbents based on cellulose, modified by microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz with a solution / sorbent module equal to 50-200, in which the modification of the sorbents is carried out by preliminary immersion in an aqueous solution of caprolactam or distillation residue of caprolactam with a concentration of 2-20 g / l with a module of 15-50 followed by a dehydration and microwave irradiation for 1-5 minutes at a temperature of 150-200 ° C, and contacting the modified sorbents with aqueous solutions is carried out at pH 3-7 solution.

Погружение сорбентов в водный раствор капролактама или кубового остатка дистилляции капролактама проводят в течение 30-60 с для их пропитки раствором и нанесения на них капролактама или олигомеров капролактама.Sorbents are immersed in an aqueous solution of caprolactam or still bottoms distillation of caprolactam is carried out for 30-60 seconds to impregnate them with a solution and applying caprolactam or caprolactam oligomers to them.

В качестве полимерных сорбентов использовали:As the polymer 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 p.];

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

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

В качестве модифицирующих агентов использовали:As modifying agents used:

- капролактам: [ГОСТ 7850-86 Капролактам. Технические условия]. Капролактам - циклический амид ε-аминокапроновой кислоты. Формула: C6H11NO). Представляет собой белые кристаллы, хорошо растворимые в воде, спирте, эфире, бензоле.- caprolactam: [GOST 7850-86 Caprolactam. Specifications]. Caprolactam is a cyclic amide of ε-aminocaproic acid. Formula: C 6 H 11 NO). Represents white crystals, well soluble in water, alcohol, ether, benzene.

- кубовый остаток дистилляции капролактама - твердый отход при производстве капрона, представляющий собой смесь олигомеров и мономера капролактама. Усредненный состав, мас.%:- distillation residue of caprolactam distillation - solid waste in the production of caprone, which is a mixture of oligomers and caprolactam monomer. The average composition, wt.%:

олигомер 85-90;oligomer 85-90;

капролактам 10-15.caprolactam 10-15.

Общая формула циклических олигомеров: (C6H11NO)n, где n=1-5. При обычных условиях КОДК представляет собой воскообразное вещество плотностью 1302 кг/м3 с температурой размягчения 85-90°C, цвет охристый [Тарасова Г.И., Тарасов В.В. Кубовые остатки дистилляции капролактама. Свойства, модификация, области применения // Наука - производству. М.: НТП "Вираж-Центр". 2001. с.35.].The general formula for cyclic oligomers is: (C 6 H 11 NO) n , where n = 1-5. Under ordinary conditions, KODK is a waxy substance with a density of 1302 kg / m 3 with a softening temperature of 85-90 ° C, the color is buffy [Tarasova GI, Tarasov VV Distillation residues of caprolactam distillation. Properties, modification, applications // Science - production. M .: NTP "Virage Center". 2001. p. 35.].

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

Пример 1.Example 1

10 г древесных опилок на 30 с погружают в 200 мл водного раствора капролактама (модуль 20) с концентрацией 15 г/л, отжимают и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 150°С в течение 5 мин, затем массу высушивают.10 g of wood sawdust for 30 s is immersed in 200 ml of an aqueous solution of caprolactam (module 20) with a concentration of 15 g / l, squeezed and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 150 ° C for 5 min, then the mass is dried.

Обработанный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), pH 5, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди. Через 1 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cu(II). Концентрация ионов меди в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,332 ммоль/л (степень извлечения 77,9%).The treated sorbent is poured into 0.5 l of an aqueous solution at room temperature (module 50), pH 5, containing 1.5 mmol / l of copper ions. After 1 min, the solution was filtered off and the content of Cu (II) ions was determined in the filtrate. The concentration of copper ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.332 mmol / L (the degree of extraction of 77.9%).

Пример 2.Example 2

10 г хлопковой целлюлозы на 40 с погружают в 400 мл водного раствора кубового остатка дистилляции капролактама (модуль 40) с концентрацией 10 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 200°C в течение 1 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of cotton pulp for 40 s is immersed in 400 ml of an aqueous solution of distillation residue of caprolactam distillation (module 40) with a concentration of 10 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 200 ° C for 1 min, then the mass is squeezed and dried.

Обработанный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), pH 3, содержащего 0,15 ммоль/л ионов никеля. Через 20 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Ni(II). Концентрация ионов никеля в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3615 ммоль/л (степень извлечения 75,9%). The treated sorbent is poured into 1.5 L of an aqueous solution at room temperature (module 150), pH 3, containing 0.15 mmol / L of nickel ions. After 20 minutes, the solution is filtered off and the Ni (II) ion content is determined in the filtrate. The concentration of nickel ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.3615 mmol / L (the degree of extraction of 75.9%).

Пример 3.Example 3

10 г короткого льняного волокна на 45 с погружают в 150 мл водного раствора кубового остатка дистилляции капролактама (модуль 15) с концентрацией 20 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 180°C в течение 2 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of short flax fiber for 45 s is immersed in 150 ml of an aqueous solution of distillation caprolactam distillation residue (module 15) with a concentration of 20 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 180 ° C for 2 min , then the mass is squeezed and dried.

Обработанный сорбент заливают 2 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 200), pH 6, содержащего 1,5 ммоль/л ионов цинка. Через 5 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Zn(II). Концентрация ионов цинка в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,3855 ммоль/л (степень извлечения 74,3%).The treated sorbent is poured into 2 L of an aqueous solution at room temperature (module 200), pH 6, containing 1.5 mmol / L of zinc ions. After 5 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 0.3855 mmol / L (recovery rate 74.3%).

Пример 4.Example 4

10 г древесной целлюлозы на 50 с погружают в 500 мл водного раствора капролактама (модуль 50) с концентрацией 2 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 170°С в течение 3 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of wood pulp for 50 s is immersed in 500 ml of an aqueous solution of caprolactam (module 50) with a concentration of 2 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 170 ° C for 3 min, then squeeze the mass and dried.

Обработанный сорбент заливают 1 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 100), pH 7, содержащего 1,5 ммоль/л ионов кадмия. Через 10 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cd(II). Концентрация ионов кадмия в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,4035 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 73,1%).The treated sorbent is poured into 1 l of an aqueous solution at room temperature (module 100), pH 7, containing 1.5 mmol / l of cadmium ions. After 10 min, the solution was filtered off and the content of Cd (II) ions was determined in the filtrate. The concentration of cadmium ions in the solution after contacting with the sorbent was 0.4035 mmol / L (the degree of extraction of Cd (II) ions was 73.1%).

Пример 5.Example 5

10 г древесных опилок на 60 с погружают в 300 мл водного раствора капролактама (модуль 30) с концентрацией 5 г/л и подвергают микроволновому облучению мощностью 300 Вт при частоте 2,45 ГГц и температуре 160°C в течение 4 мин, затем массу отжимают и высушивают.10 g of sawdust for 60 s is immersed in 300 ml of an aqueous solution of caprolactam (module 30) with a concentration of 5 g / l and subjected to microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz and a temperature of 160 ° C for 4 min, then squeeze the mass and dried.

Обработанный сорбент заливают 0,75 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 75), pH 4, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди, никеля, цинка и кадмия в соотношении 1:1:1:1. Через 15 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 0,3615; 0,3885; 0,4005 и 0,4245 ммоль/л соответственно (степень извлечения 75,9; 74,1; 73,3 и 71,7%).The treated sorbent is poured into 0.75 l of an aqueous solution at room temperature (module 75), pH 4, containing 1.5 mmol / l of copper, nickel, zinc and cadmium ions in a ratio of 1: 1: 1: 1. After 15 minutes, the solution was filtered and the content of metal ions was determined in the filtrate. The concentration of Cu (II), Ni (II), Zn (II) and Cd (II) ions in solution after contacting with the sorbent was 0.3615; 0.3885; 0.4005 and 0.4245 mmol / L, respectively (degree of extraction of 75.9; 74.1; 73.3 and 71.7%).

Для оценки эффективности способа, описанного в прототипе, были проведены опыты по извлечению ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов с pH 3-5, с такой же концентрацией ионов тяжелых металлов, как и в заявляемом способе, то есть 1,5 ммоль/л, с использованием тех же сорбентов (хлопковой целлюлозы, древесной целлюлозы, короткого льняного волокна и древесных опилок), модифицированных по прототипу.To assess the effectiveness of the method described in the prototype, experiments were conducted on the extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions with a pH of 3-5, with the same concentration of heavy metal ions as in the present method, that is, 1.5 mmol / l, using the same sorbents (cotton cellulose, wood pulp, short flax fiber and sawdust), modified according to the prototype.

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

Таким образом, из приведенных в таблице данных следует, что заявляемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно:Thus, it follows from the data in the table that the inventive method allows to solve the problem, namely:

- повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов из слабо кислых растворов (с pH<5) примерно на 20% при сохранении высокой степени извлечения ионов тяжелых металлов из нейтральных водных растворов;- increase the degree of extraction of heavy metal ions from weakly acidic solutions (with pH <5) by about 20% while maintaining a high degree of extraction of heavy metal ions from neutral aqueous solutions;

- повысить устойчивость сорбента при хранении на открытом воздухе с трех месяцев до одного года.- increase the stability of the sorbent during storage in the open air from three months to one year.

Кроме того, заявляемый способ позволяет сократить число стадий в процессе модифицирования сорбентов.In addition, the inventive method allows to reduce the number of stages in the process of modifying sorbents.

ТаблицаTable ПРИМЕРЫEXAMPLES Степень извлечения, %The degree of extraction,% pHpH Устойчивость при хранении, месStorage stability, month Cu2+ Cu 2+ Ni2+ Ni 2+ Zn2+ Zn 2+ Cd2+ Cd 2+ 1.one. 77,977.9 -- -- -- 55 1212 2.2. -- 75,975.9 -- -- 33 1212 3.3. -- -- 74,374.3 -- 66 1212 4.four. -- -- -- 73,173.1 77 1212 5.5. 75,975.9 74,174.1 73,373.3 71,771.7 4four 1212 ПРОТОТИПPROTOTYPE 53,553.5 -- -- -- 33 33 -- 56,356.3 -- -- 4four 33 -- -- 54,954.9 -- 3,53,5 33 -- -- -- 59,859.8 4,54,5 33 55,955.9 53,753.7 52,852.8 51,551.5 55 33

Claims (1)

Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре в течение 1-20 мин с полимерными сорбентами на основе целлюлозы, модифицированными при микроволновом облучении мощностью 300 Вт с частотой 2,45 ГГц при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, отличающийся тем, что модифицирование сорбентов осуществляют путем их предварительного погружения в водный раствор капролактама или кубового остатка дистилляции капролактама с концентрацией 2-20 г/л при модуле 15-50 с последующим отжимом и микроволновым облучением в течение 1-5 мин при температуре 150-200°C, а контактирование модифицированных сорбентов с водными растворами проводят при pH раствора 3-7. The method of extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature for 1-20 minutes with cellulose-based polymer sorbents modified by microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz with a solution / sorbent module of 50-200 characterized in that the modification of the sorbents is carried out by preliminary immersion in an aqueous solution of caprolactam or distillation residue of caprolactam with a concentration of 2-20 g / l with a module of 15-50, followed by extraction and microwave new irradiation for 1-5 minutes at a temperature of 150-200 ° C, and the contacting of the modified sorbents with aqueous solutions is carried out at a solution pH of 3-7.
RU2012117931/05A 2012-04-28 2012-04-28 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions RU2495830C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012117931/05A RU2495830C1 (en) 2012-04-28 2012-04-28 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012117931/05A RU2495830C1 (en) 2012-04-28 2012-04-28 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2495830C1 true RU2495830C1 (en) 2013-10-20

Family

ID=49357149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012117931/05A RU2495830C1 (en) 2012-04-28 2012-04-28 Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495830C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
RU2633913C1 (en) * 2016-07-19 2017-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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
RU2691050C1 (en) * 2018-05-04 2019-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous 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
RU2815094C1 (en) * 2023-05-11 2024-03-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" Method of purification of aqueous solutions from dimethylamine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2046103C1 (en) * 1992-09-01 1995-10-20 Таджикский государственный университет Method of additional treatment of sewage from heavy metal ions
JPH1087701A (en) * 1996-09-12 1998-04-07 Bio Material:Kk Porous cellulose support and selective separation of metal using the support
US5907037A (en) * 1996-04-26 1999-05-25 Central Technology, Inc. Cellulosic ion-exchange medium, and method of making and using the same
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
CN101912767A (en) * 2010-08-31 2010-12-15 沈阳理工大学 Method for preparing modified furfural residue heavy metal adsorbent
RU2438995C1 (en) * 2010-06-17 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2046103C1 (en) * 1992-09-01 1995-10-20 Таджикский государственный университет Method of additional treatment of sewage from heavy metal ions
US5907037A (en) * 1996-04-26 1999-05-25 Central Technology, Inc. Cellulosic ion-exchange medium, and method of making and using the same
JPH1087701A (en) * 1996-09-12 1998-04-07 Bio Material:Kk Porous cellulose support and selective separation of metal using the support
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
RU2438995C1 (en) * 2010-06-17 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
CN101912767A (en) * 2010-08-31 2010-12-15 沈阳理工大学 Method for preparing modified furfural residue heavy metal adsorbent

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
RU2633913C1 (en) * 2016-07-19 2017-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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
RU2691050C1 (en) * 2018-05-04 2019-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous 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
RU2815094C1 (en) * 2023-05-11 2024-03-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" Method of purification of aqueous solutions from dimethylamine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2495830C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2640547C1 (en) Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions
US20040244925A1 (en) Method for producing pulp and lignin
CA3110558C (en) Modified alkylsulfonic acid and uses thereof
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
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
Kwon et al. Treatment effects of choline chloride-based deep eutectic solvent on the chemical composition of red pine (Pinus densiflora)
CN109046264B (en) Quaternary ammonium salt modified beet pulp biological adsorbent and preparation and application thereof
JP2016135834A (en) Method for producing lignin sulfonate
RU2471721C1 (en) Method of modifying cellulose-based sorbents
RU2351548C1 (en) Method for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
US2539093A (en) Nitric acid digestion of straw
RU2712907C1 (en) Method of modifying cellulose-containing sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
JP2019072701A (en) Flocculant composition and water treatment method
DE1767910A1 (en) Process for treating wood chips or pulp
RU2203995C1 (en) Method for producing microcrystalline cellulose
TW201641518A (en) Method for producing cellulose
RU2792209C1 (en) Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
RU2791803C1 (en) Method of modifying sorbents based on cellulose
RU2813588C1 (en) Method of modifying sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2728998C1 (en) Method of heavy metal ions extraction from aqueous solutions
RU2608029C1 (en) Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2598483C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions

Legal Events

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

Effective date: 20150429