RU2792209C1 - Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions - Google Patents

Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2792209C1
RU2792209C1 RU2022120923A RU2022120923A RU2792209C1 RU 2792209 C1 RU2792209 C1 RU 2792209C1 RU 2022120923 A RU2022120923 A RU 2022120923A RU 2022120923 A RU2022120923 A RU 2022120923A RU 2792209 C1 RU2792209 C1 RU 2792209C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
sorbents
treated
distilled water
solution
Prior art date
Application number
RU2022120923A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Евгеньевна Никифорова
Дарья Андреевна Вокурова
Владимир Александрович Козлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2792209C1 publication Critical patent/RU2792209C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the chemical industry and may be used to improve membrane and sorption technologies, in water treatment, in the development of technologies for the utilization of heavy metal ions from aqueous solutions and wastewater of various origin. A method for modifying sorbents for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions is presented, the method consisting in bringing them into contact at room temperature with modified polymeric sorbents based on cellulose at a solution/sorbent modulus of 50-200 during 20-30 min, wherein modifying of sorbents is carried out by depositing carbon nanotubes (CNTs) Taunit M on them, the tubes being pre-oxidized with concentrated nitric acid at a modulus of 50-100 at room temperature during 60-90 minutes or with solutions of potassium dichromate or potassium permanganate at pH 2-4, the modulus of the solution being 50-100 and temperature 50-60°C during 20-30 min, then the nanotubes are separated, washed with distilled and dried, then the modification of cellulose-based sorbents is carried out with treated carbon nanotubes in an amount of 10-20% of the mass of the sorbent in toluene at a toluene/sorbent modulus of 1-2 at room temperature during 1-2 hours, then the finished sorbent is separated from toluene by centrifugation, washed with distilled water and dried, wherein the cellulose sorbents treated in an alkali solution are treated with a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, a temperature of 50-70°C for 2-3 hours at a modulus of 15, followed by washing with distilled water and ethyl alcohol to pH 7, then treated with ethylenediamine at a temperature of 75-80°C under reflux during 2.5-3.5 h at ethylenediamine/sorbent 2 module, followed by washing with distilled water and drying to permanent weight.
EFFECT: invention provides an increase in the degree of extraction of heavy metal ions.
1 cl, 1 tbl, 9 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно, 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 the chemical industry, namely, to methods for extracting heavy metal ions by sorption on natural cellulose-containing sorbents, 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 technologies for the utilization of heavy metal ions from aqueous solutions and wastewater of various nature.

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 В01J 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. 7.06.93, Бюл. № 21.].A known method of purification of industrial wastewater from heavy metals, in particular from copper ions, by sorption on sawdust treated with 4-methyl-8-oxo-5-azadecadiene-3,9-OH-2 at a mass ratio of sawdust - reagent 1 : 0.05÷0.1 [A.s. 1819669 USSR, MKI 5 B01J 20/22. Method for obtaining a sorbent for copper wastewater treatment // Timofeeva S.S., Kukharev B.F., Stankevich V.K., Klimenko G.R. - No. 4911863/05; dec. 05/15/91.; publ. 7.06.93, Bull. No. 21.].

Известен 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. При этом 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 [Патент № 2495830 РФ, МПК С02F 1/28, 1/62; B01J 20/24, 20/32. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов / Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Ефимов Н.А.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ГОУВПО "ИГХТУ") (RU). - № 2012117931/05, 28.04.2012; опубл. 20.10.2013, Бюл. №29].A method is known for extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature for 1-20 min with cellulose-based polymeric sorbents modified by microwave irradiation with a power of 300 W at a frequency of 2.45 GHz with a solution/sorbent modulus of 50- 200. At the same time, the modification of sorbents is carried out by their preliminary immersion in an aqueous solution of caprolactam or distillation residue of caprolactam with a concentration of 2-20 g/l at a modulus of 15-50, followed by squeezing and microwave irradiation for 1-5 minutes at a temperature of 150-200°C , and the contact of the modified sorbents with aqueous solutions is carried out at a solution pH of 3-7 [Patent No. 2495830 RF, IPC C02F 1/28, 1/62; B01J 20/24, 20/32. A method for extracting heavy metal ions from aqueous solutions / Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Efimov N.A.; applicant and patent holder State Educational Institution of Higher Professional Education "Ivanovo State University of Chemistry and Technology" (GOUVPO "IGKhTU") (RU). - No. 2012117931/05, 04/28/2012; publ. 20.10.2013, Bull. No. 29].

Известен способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов путем контактирования их при комнатной температуре в течение 1-20 мин с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор / сорбент, равном 50-200, в котором модифицирование сорбентов осуществляют путем нанесения на них углеродных нанотрубок при ультразвуковом воздействии с рабочей частотой 35 кГц при комнатной температуре в течение 2-10 мин в водном растворе, содержащем 3-12 % полиакриловой кислоты и 0,1-1 % нанотрубок от массы сорбента при модуле раствор / сорбент 10 с последующей обработкой сорбентов в растворе акриловой кислоты в присутствии инициатора при температуре 60-90ºС при перемешивании в течение 30-90 мин, при этом обработку сорбентов с нанесенными углеродными нанотрубками осуществляют в растворе с содержанием акриловой кислоты 15-25 % и инициатора персульфата аммония 1,5-2,5 % от массы сорбента при модуле раствор / сорбент 10 с последующей промывкой, отжимом и высушиванием до влажности 14 % [Пат. 2598483 РФ, МПК С02F 1/28, 1/62, B01J 20/00. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов / Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Натареев С.В., Гайнуллина А.М.; заявитель и патентообладатель Иван. гос. хим-тех. ун-т. - №2015125938/05; заявл. 29.06.2015; опубл. 27.09.2016, Бюл. № 27].A known method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions by contacting them at room temperature for 1-20 min with modified polymeric sorbents based on cellulose at a solution / sorbent modulus of 50-200, in which the modification of sorbents is carried out by applying carbon nanotubes to them under ultrasonic exposure with an operating frequency of 35 kHz at room temperature for 2–10 min in an aqueous solution containing 3–12% polyacrylic acid and 0.1–1% nanotubes of the mass of the sorbent with a solution / sorbent module of 10, followed by processing of the sorbents in acrylic acid solution in the presence of an initiator at a temperature of 60-90ºС with stirring for 30-90 min, while the processing of sorbents with deposited carbon nanotubes is carried out in a solution with an acrylic acid content of 15-25% and an ammonium persulfate initiator of 1.5-2.5 % by weight of the sorbent at a solution / sorbent module of 10, followed by washing, squeezing and drying for about humidity 14% [US Pat. 2598483 RF, IPC С02F 1/28, 1/62, B01J 20/00. A method for extracting heavy metal ions from aqueous solutions / Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Natareev S.V., Gainullina A.M.; applicant and patent holder Ivan. state chemical tech. un-t. - No. 2015125938/05; dec. 06/29/2015; publ. 27.09.2016, Bull. No. 27].

Однако при использовании этих способов достигается недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов. Кроме того, предусмотрено применение ультразвуковой обработки сорбентов, требующей специальной аппаратуры.However, when using these methods, an insufficiently high degree of extraction of heavy metal ions is achieved. In addition, the use of ultrasonic treatment of sorbents, which requires special equipment, is envisaged.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, заключающемся в контактировании их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор / сорбент, равном 50-200, при этом модифицирование сорбентов осуществляют путем нанесения на них углеродных нанотрубок «Таунит-М», причем углеродные нанотрубки предварительно окисляют концентрированной азотной кислотой при модуле 50-100 при комнатной температуре в течение 60-90 мин или растворами бихромата калия или перманганата калия при рН 2-4, модуле раствора 50-100 и температуре 50-60°С в течение 20-30 мин, затем углеродные нанотрубки отделяют, промывают дистиллированной водой, высушивают и обрабатывают тионилхлоридом при модуле тионилхлорид / УНТ 30-50 при нагревании с обратным холодильником при температуре 75-80°С в течение 15-20 мин с последующей промывкой, отжимом и высушиванием до постоянного веса, после чего проводят модификацию полимерных сорбентов на основе целлюлозы обработанными углеродными нанотрубками в количестве 10-20% от массы сорбента в толуоле при модуле толул/сорбент 1-2 при комнатной температуре в течение 1-2 ч., затем готовый сорбент отжимают или отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают, а контактирование их с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы осуществляют в течение 20-30 мин [Пат. 2768623 РФ, МПК С 1 51, B 01 J 20/24, B 01 J 20/32, C02F 1/28. Способ модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов [Текст] / Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Натареев С.В., Вокурова Д.А.; заявитель и патентообладатель Иван. гос. хим-тех. ун-т. - №2021116849; заявл. 10.06.2021; опубл. 24.03.2022, Бюл. № 9].The closest in technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method for modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, which consists in contacting them at room temperature with modified polymeric sorbents based on cellulose with a solution / sorbent modulus of 50-200, while modifying the sorbents is carried out by applying Taunit-M carbon nanotubes on them, moreover, carbon nanotubes are preliminarily oxidized with concentrated nitric acid at a modulus of 50–100 at room temperature for 60–90 min or with solutions of potassium bichromate or potassium permanganate at pH 2–4, solution modulus 50–100 and a temperature of 50–60°C for 20 -30 min, then the carbon nanotubes are separated, washed with distilled water, dried and treated with thionyl chloride at a thionyl chloride / CNT module of 30-50 when heated under reflux at a temperature of 75-80°C for 15-20 min, followed by washing, squeezing and drying to constant weight, after which polymeric sorbents based on cellulose are modified with treated and carbon nanotubes in an amount of 10-20% of the mass of the sorbent in toluene at a toluene/sorbent modulus of 1-2 at room temperature for 1-2 hours, then the finished sorbent is squeezed out or separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried, and contacting them with modified polymeric sorbents based on cellulose is carried out for 20-30 min [US Pat. 2768623 RF, IPC C 1 51, B 01 J 20/24, B 01 J 20/32, C02F 1/28. The method of modifying sorbents for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions [Text] / Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Natareev S.V., Vokurova D.A.; applicant and patent holder Ivan. state chemical tech. un-t. - No. 2021116849; dec. 06/10/2021; publ. 03/24/2022, Bull. No. 9].

Недостатком прототипа является недостаточно высокая степень извлечения ионов тяжелых металлов;The disadvantage of the prototype is not sufficiently high degree of extraction of heavy metal ions;

Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения ионов тяжелых металлов.The technical result of the invention is to increase the degree of extraction of heavy metal ions.

Указанный результат достигается тем, что в способе модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, заключающемся в контактировании их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор/сорбент, равном 50-200 в течение 20-30 мин, при этом модифицирование сорбентов осуществляют путем нанесения на них углеродных нанотрубок «Таунит М». которые предварительно окисляют концентрированной азотной кислотой при модуле 50-100 при комнатной температуре в течение 60-90 мин или растворами бихромата калия или перманганата калия при рН 2-4, модуле раствора 50-100 и температуре 50-60°С в течение 20-30 мин, затем нанотрубки отделяют, промывают дистиллированной водой, высушивают при этом модификацию сорбентов на основе целлюлозы проводят обработанными углеродными нанотрубками в количестве 10-20% от массы сорбента в толуоле при модуле толуол/сорбент 1-2 при комнатной температуре в течение 1-2 ч, затем готовый сорбент отделяют от толуола центрифугированием, промывают дистиллированной водой и высушивают, согласно изобретению, целлюлозные сорбенты, обработанные в растворе щелочи, последовательно обрабатывают смесью эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 50-70°С в течение 2-3 ч при модуле 15 с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 75-80°С с обратным холодильником в течение 2,5-3,5 ч при модуле этилендиамин / сорбент 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.This result is achieved by the fact that in the method of modifying sorbents for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, which consists in contacting them at room temperature with modified polymeric sorbents based on cellulose at a solution/sorbent modulus of 50–200 for 20–30 min, while modifying the sorbents is carried out by applying carbon nanotubes "Taunit M" on them. which are pre-oxidized with concentrated nitric acid at a modulus of 50-100 at room temperature for 60-90 minutes or with solutions of potassium dichromate or potassium permanganate at pH 2-4, solution modulus 50-100 and a temperature of 50-60 ° C for 20-30 min, then the nanotubes are separated, washed with distilled water, and the modification of sorbents based on cellulose is carried out with treated carbon nanotubes in an amount of 10–20% of the mass of the sorbent in toluene at a toluene/sorbent modulus of 1–2 at room temperature for 1–2 h , then the finished sorbent is separated from toluene by centrifugation , washed with distilled water and dried; h at a module of 15, followed by washing with distilled water and ethyl alcohol to pH 7, then treated with ethylenediamine at a temperature temperature 75-80°C under reflux for 2.5-3.5 h at the module ethylenediamine / sorbent 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

Для осуществления заявляемого способа извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов используют следующие реагенты:To implement the proposed method for extracting heavy metal ions from aqueous solutions, the following reagents are used:

- углеродные нанотрубки (УНТ) «Таунит-М» (ТУ 2166-001-02069289-2006, ООО «НаноТехЦентр».- carbon nanotubes (CNT) "Taunit-M" (TU 2166-001-02069289-2006, NanoTechCenter LLC).

Углеродный наноматериал «Таунит-М» представляет собой одномерные наномасштабные нитевидные образования поликристаллического графита длиной более 2 мкм с наружными диаметрами от 15 до 40 нм в виде сыпучего порошка черного цвета.Carbon nanomaterial "Taunit-M" is one-dimensional nanoscale filamentous formations of polycrystalline graphite with a length of more than 2 microns with outer diameters from 15 to 40 nm in the form of a free-flowing black powder.

- эпихлоргидрин ГОСТ 12844-74 Эпихлоргидрин технический. Технические условия.- epichlorohydrin GOST 12844-74 Technical epichlorohydrin. Specifications.

- спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья ГОСТ 5962-2013. Технические условия- ethyl alcohol rectified from food raw materials GOST 5962-2013. Specifications

- азотная кислота. ГОСТ 701-89 Кислота азотная концентрированная. Технические условия. - nitric acid . GOST 701-89 Concentrated nitric acid. Specifications.

- бихромат калия ГОСТ 2652-78 Калия бихромат Технический. Технические условия- potassium bichromate GOST 2652-78 Potassium bichromate Technical. Specifications

- перманганат калия. ГОСТ 5777-84. Калий марганцовокислый технический. Технические условия.- potassium permanganate . GOST 5777-84. Potassium permanganate technical. Specifications.

- гидроксид натрия ГОСТ Р 55064-2012 натр едкий технический. Технические условия.- sodium hydroxide GOST R 55064-2012 technical caustic soda. Specifications.

- этилендиамин ТУ 6-02-622-86 Этилендиамин технический. Технические условия.- ethylenediamine TU 6-02-622-86 Technical ethylenediamine. Specifications.

В качестве сорбентов использовали:The following were used as sorbents:

- 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 the processing of 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 in terms of proteins (1.9 ... 2.1), mineral substances (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 - a waste of 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; hot water extractables - 1.4-22.6; ethyl ether extractables - 0.7 -4.6; ash - 0.2-1.0) [Nikitin V.M., Obolenskaya A.V. Shchegolev V.P. Chemistry of wood and cellulose. M.: Timber industry, 1978. - 368 p.];

- 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. Cellulose wood (coniferous) sulfate unbleached. Specifications.].

- стебли топинамбура представляют собой отход сельскохозяйственного производства следующего состава (в пересчете на сухое вещество): 55,8 % углеводов (целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектиновые вещества), 10% белков, 18,1% безазотистых экстрактивных веществ 14,3% минеральных веществ и 1,8% жиров [Рязанова, Т.В. Химический состав вегетативной части топинамбура и ее использование / Т.В. Рязанова, Н.А. Чупрова, Л.А. Дорофеева, А.В. Богданов // Лесной журнал.- 1997.- №4.- С. 71-75.]/- Jerusalem artichoke stalks are a waste of agricultural production of the following composition (in terms of dry matter): 55.8% carbohydrates (cellulose, hemicelluloses, inulin, pectin substances), 10% proteins, 18.1% nitrogen-free extractive substances 14.3% mineral substances and 1.8% fats [Ryazanova, T.V. Chemical composition of the vegetative part of Jerusalem artichoke and its use / T.V. Ryazanova, N.A. Chuprova, L.A. Dorofeeva, A.V. Bogdanov // Forest Journal.- 1997.- No. 4.- S. 71-75.]/

Стебли топинамбура очищают от внешнего слоя и измельчают.Jerusalem artichoke stalks are cleaned from the outer layer and crushed.

Изобретение осуществляют следующим образом.The invention is carried out as follows.

Пример 1Example 1

(1 этап) (Stage 1)

1 г УНТ «Таунит-М» заливают 100 мл концентрированной азотной кислоты (модуль 100) и проводят их окисление при комнатной температуре в течение 60 мин. Затем азотную кислоту отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 100 ml of concentrated nitric acid (module 100) and oxidized at room temperature for 60 minutes. Then nitric acid is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап)(stage 2)

10 г древесных опилок, обработанных в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 10 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 70°С в течение 2,5 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 78°С с обратным холодильником в течение 3 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.10 g of sawdust treated in an alkali solution (NaOH concentration 10 g/l) are treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethanol at a ratio of 1:2, at a temperature of 70°C for 2.5 hours, followed by washing distilled water and ethanol to pH 7, then treated with ethylenediamine at 78° C. under reflux for 3 hours at ethylenediamine/cellulose module 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап) (stage 3)

2 г окисленных УНТ «Таунит-М» (20% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 20 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г обработанных эпихлоргидрином и этилендиамином древесных опилок (модуль толуол/сорбент 2) и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.2 g of oxidized CNT "Taunit-M" (20% by weight of the sorbent) are placed in a beaker containing 20 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g of sawdust treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent 2 module) are added to the resulting solution and incubated for 1 hour at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 0,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 50), pH 5, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди. Через 20 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cu(II).The modified 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 20 min, the solution is filtered off and the content of Cu(II) ions in the filtrate is determined.

Концентрация ионов меди в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,2325 ммоль/л (степень извлечения 84,5%).The concentration of copper ions in the solution after contact with the sorbent was 0.2325 mmol/l (extraction rate 84.5%).

Пример 2Example 2

(1 этап)(Stage 1)

1 г УНТ «Таунит-М» заливают 50 мл 0.1н раствора перманганата калия (модуль 50) и проводят их окисление при температуре 60°С и рН 2 в течение 20 мин. Затем раствор отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 50 ml of a 0.1N solution of potassium permanganate (module 50) and oxidized at a temperature of 60°C and pH 2 for 20 min. Then the solution is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап) (stage 2)

10 г хлопковой целлюлозы, обработанной в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 7 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 60°С в течение 2,5 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 77°С с обратным холодильником в течение 3,5 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.10 g of cotton cellulose treated in an alkali solution (NaOH concentration 7 g/l) are treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 60°C for 2.5 hours, followed by washing distilled water and ethanol to pH 7, then treated with ethylenediamine at a temperature of 77°C under reflux for 3.5 h at the module ethylenediamine/cellulose 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап)(stage 3)

2 г окисленных УНТ «Таунит-М» (20% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 10 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г хлопковой целлюлозы, обработанной эпихлоргидрином и этилендиамином (модуль толуол/сорбент 1), и выдерживают 2 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.2 g of oxidized CNT "Taunit-M" (20% by weight of the sorbent) are placed in a beaker containing 10 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g of cotton cellulose treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent module 1) are added to the resulting solution and incubated for 2 hours at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 1,5 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 150), pH 3, содержащего 1,5 ммоль/л ионов никеля. Через 25 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Ni(II). Концентрация ионов никеля в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,2595 ммоль/л (степень извлечения 82,7%).The modified sorbent is poured into 1.5 l of an aqueous solution at room temperature (module 150), pH 3, containing 1.5 mmol/l of nickel ions. After 25 min, the solution is filtered off and the content of Ni(II) ions in the filtrate is determined. The concentration of nickel ions in the solution after contact with the sorbent was 0.2595 mmol/l (extraction rate 82.7%).

Пример 3Example 3

(1 этап)(Stage 1)

1 г УНТ «Таунит-М» заливают 100 мл 0.1н раствора бихроматаата калия (модуль 100) и проводят их окисление при температуре 50°С и рН 4 в течение 30 мин. Затем раствор отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 100 ml of 0.1 N solution of potassium bichromate (module 100) and their oxidation is carried out at a temperature of 50°C and pH 4 for 30 min. Then the solution is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап)(stage 2)

10 г короткого льняного волокна, обработанного в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 8 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 65°С в течение 2 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 76°С с обратным холодильником в течение 3 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.10 g of short flax fiber treated in an alkali solution (NaOH concentration 8 g/l) is treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 65°C for 2 hours, followed by washing with distilled water and ethanol to pH 7, then treated with ethylenediamine at 76° C. under reflux for 3 hours at ethylenediamine/cellulose 2 module, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап)(stage 3)

2 г окисленных УНТ «Таунит-М» (20% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 20 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г короткого льняного волокна, обработанного эпихлоргидрином и этилендиамином (модуль толуол/сорбент 2), и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.2 g of oxidized CNT "Taunit-M" (20% by weight of the sorbent) are placed in a beaker containing 20 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g of short flax fiber treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent 2 module) is added to the resulting solution and kept for 1 hour at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 2 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 200), pH 6, содержащего 1,5 ммоль/л ионов цинка. Через 30 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Zn(II). Концентрация ионов цинка в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,2295 ммоль/л (степень извлечения 84,7%).The modified 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 30 min, 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 contact with the sorbent was 0.2295 mmol/l (extraction rate 84.7%).

Пример 4Example 4

(1 этап) (Stage 1)

1 г УНТ «Таунит-М» заливают 50 мл концентрированной азотной кислоты (модуль 50) и проводят их окисление при комнатной температуре в течение 90 мин. Затем азотную кислоту отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 50 ml of concentrated nitric acid (module 50) and oxidized at room temperature for 90 minutes. Then nitric acid is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап) (stage 2)

10 г древесной целлюлозы, обработанной в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 5 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 50°С в течение 2 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 79°С с обратным холодильником в течение 3 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.10 g of wood pulp treated in an alkali solution (NaOH concentration 5 g/l) is treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 50°C for 2 hours, followed by washing with distilled water and ethyl alcohol to pH 7, then treated with ethylenediamine at 79° C. under reflux for 3 hours at an ethylenediamine/cellulose module of 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап)(stage 3)

1 г окисленных УНТ «Таунит-М» (10% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 10 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г древесной целлюлозы, обработанной эпихлоргидрином и этилендиамином (модуль толуол/сорбент 1), и выдерживают 2 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of oxidized CNT "Taunit-M" (10% by weight of the sorbent) is placed in a beaker containing 10 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g of wood pulp treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent module 1) is added to the resulting solution and kept for 2 hours at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 1 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 100), pH 7, содержащего 1,5 ммоль/л ионов кадмия. Через 23 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cd(II). Концентрация ионов кадмия в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,2505 ммоль/л (степень извлечения ионов Cd(II) 83,3%).The modified 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 23 min, 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 contact with the sorbent was 0.2505 mmol/l (the degree of extraction of Cd(II) ions was 83.3%).

Пример 5Example 5

(1 этап)(Stage 1)

1 г УНТ «Таунит-М» заливают 100 мл 0.1н раствора перманганата калия (модуль 100) и проводят их окисление при температуре 50°С и рН 4 в течение 30 мин. Затем раствор отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 100 ml of a 0.1 N solution of potassium permanganate (module 100) and oxidized at a temperature of 50°C and pH 4 for 30 min. Then the solution is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап)(stage 2)

10 г стеблей топинамбура, обработанных в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 0,05 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 70°С в течение 2,5 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 75°С с обратным холодильником в течение 3 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.10 g of Jerusalem artichoke stems treated in an alkali solution (NaOH concentration 0.05 g/l) are treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 70°C for 2.5 hours followed by washing with distilled water and ethanol to pH 7, then treating with ethylenediamine at 75° C. under reflux for 3 hours at an ethylenediamine/cellulose module of 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап)(stage 3)

1 г окисленных УНТ «Таунит-М» (10% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 20 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г (модуль толуол/сорбент 2) стеблей топинамбура, обработанных эпихлоргидрином и этилендиамином, и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of oxidized CNT "Taunit-M" (10% by weight of the sorbent) is placed in a beaker containing 20 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g (toluene/sorbent 2 module) of Jerusalem artichoke stalks treated with epichlorohydrin and ethylenediamine are added to the resulting solution and kept for 1 hour at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 0,6 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 60), pH 5, содержащего 1,5 ммоль/л ионов кадмия. Через 26 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cd(II).The modified sorbent is poured into 0.6 l of an aqueous solution at room temperature (module 60), pH 5, containing 1.5 mmol/l of cadmium ions. After 26 min, the solution is filtered off and the content of Cd(II) ions is determined in the filtrate.

Концентрация ионов кадмия в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,243 ммоль/л (степень извлечения 83,8%).The concentration of cadmium ions in the solution after contact with the sorbent was 0.243 mmol/l (extraction rate 83.8%).

Пример 6Example 6

(1 этап) 1 г УНТ «Таунит-М» заливают 50 мл 0.1н раствора бихромата калия (модуль 50) и проводят их окисление при температуре 60°С и рН 2 в течение 20 мин. Затем раствор отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.(stage 1) 1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 50 ml of 0.1 N solution of potassium bichromate (module 50) and their oxidation is carried out at a temperature of 60°C and pH 2 for 20 min. Then the solution is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап) 10 г хлопковой целлюлозы обработанной в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 3 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 50°С в течение 3 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 75°С с обратным холодильником в течение 3,5 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.(stage 2) 10 g of cotton cellulose treated in an alkali solution (NaOH concentration 3 g/l) is treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 50°C for 3 hours, followed by rinsing with distilled water and ethanol to pH 7, then treating with ethylenediamine at 75° C. under reflux for 3.5 hours at ethylenediamine/cellulose module 2, followed by rinsing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап)(stage 3)

1 г окисленных УНТ «Таунит-М» (10% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 20 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г (модуль толуол/сорбент 2) хлопковой целлюлозы, обработанной эпихлоргидрином и этилендиамином, и выдерживают 2 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of oxidized CNT "Taunit-M" (10% by weight of the sorbent) is placed in a beaker containing 20 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g (toluene/sorbent 2 module) of cotton cellulose treated with epichlorohydrin and ethylenediamine are added to the resulting solution and kept for 2 hours at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 0,75 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 75), pH 6, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди, никеля, цинка и кадмия в соотношении 1:1:1:1. Через 28 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов металлов. The modified sorbent is poured into 0.75 l of an aqueous solution at room temperature (module 75), pH 6, containing 1.5 mmol/l of copper, nickel, zinc and cadmium ions in a ratio of 1:1:1:1. After 28 min, the solution is filtered off and the content of metal ions in the filtrate is determined.

Концентрация ионов Cu(II), Ni(II), Zn(II) и Cd(II) в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,297; 0,306; 0,3105 и 0,336 ммоль/л соответственно (степень извлечения 80,2; 79,6; 79,3 и 77,6%).The concentration of Cu(II), Ni(II), Zn(II) and Cd(II) ions in the solution after contact with the sorbent was 0.297; 0.306; 0.3105 and 0.336 mmol/l, respectively (extraction 80.2; 79.6; 79.3 and 77.6%).

Пример 7Example 7

(1 этап)(Stage 1)

1 г УНТ «Таунит-М» заливают 75 мл концентрированной азотной кислоты (модуль 75) и проводят их окисление при комнатной температуре в течение 75 мин. Затем азотную кислоту отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 75 ml of concentrated nitric acid (module 75) and oxidized at room temperature for 75 minutes. Then nitric acid is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап) 10 г древесных опилок, обработанных в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 9 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 70°С в течение 2 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 80°С с обратным холодильником в течение 3 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.(stage 2) 10 g of sawdust treated in an alkali solution (NaOH concentration 9 g/l) is treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 70°C for 2 hours followed by washing with distilled water and ethanol to pH 7, then treating with ethylenediamine at 80° C. under reflux for 3 hours at an ethylenediamine/cellulose module of 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап)(stage 3)

2 г окисленных УНТ «Таунит-М» (20% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 10 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г древесных опилок, обработанных эпихлоргидрином и этилендиамином (модуль толуол/сорбент 1), и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.2 g of oxidized CNT "Taunit-M" (20% by weight of the sorbent) are placed in a beaker containing 10 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g of sawdust treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent module 1) are added to the resulting solution and incubated for 1 hour at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 0,8 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 80), pH 5, содержащего 1,5 ммоль/л ионов меди. Через 27 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Cu(II).The modified sorbent is poured into 0.8 l of an aqueous solution at room temperature (module 80), pH 5, containing 1.5 mmol/l of copper ions. After 27 min, the solution is filtered off and the content of Cu(II) ions in the filtrate is determined.

Концентрация ионов меди в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,2265 ммоль/л (степень извлечения 84,9 %).The concentration of copper ions in the solution after contact with the sorbent was 0.2265 mmol/l (the recovery rate was 84.9%).

Пример 8Example 8

(1 этап) 1 г УНТ «Таунит-М» заливают 75 мл 0.1н раствора перманганата калия (модуль 75) и проводят их окисление при температуре 55°С и рН 3 в течение 25 мин. Затем раствор отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.(stage 1) 1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 75 ml of a 0.1N solution of potassium permanganate (module 75) and oxidized at a temperature of 55°C and pH 3 for 25 min. Then the solution is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап) 10 г древесной целлюлозы, обработанной в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 2 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 50°С в течение 2,5 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 80°С с обратным холодильником в течение 2,5 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.(stage 2) 10 g of wood pulp treated in an alkali solution (NaOH concentration 2 g/l) is treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, a temperature of 50°C for 2.5 h followed by washing with distilled water and ethanol to pH 7, then treated with ethylenediamine at a temperature of 80°C under reflux for 2.5 h at a modulus of ethylenediamine / cellulose 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап) 1 г окисленных УНТ «Таунит-М» (10% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 20 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 10 г обработанной эпихлоргидрином и этилендиамином древесной целлюлозы (модуль толуол/сорбент 2) и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.(stage 3) 1 g of oxidized CNT "Taunit-M" (10% by weight of the sorbent) is placed in a beaker containing 20 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 10 g of wood cellulose treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent 2 module) are added to the resulting solution and incubated for 1 h at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 1,25 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 125), pH 3, содержащего 1,5 ммоль/л ионов никеля. Через 21 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Ni(II). Концентрация ионов никеля в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,264 ммоль/л (степень извлечения 82,4%).The modified sorbent is poured into 1.25 l of an aqueous solution at room temperature (module 125), pH 3, containing 1.5 mmol/l of nickel ions. After 21 min, the solution is filtered off and the content of Ni(II) ions is determined in the filtrate. The concentration of nickel ions in the solution after contact with the sorbent was 0.264 mmol/l (extraction rate 82.4%).

Пример 9Example 9

(1 этап) 1 г УНТ «Таунит-М» заливают 80 мл 0.1н раствора бихроматаата калия (модуль 80) и проводят их окисление при температуре 58°С и рН 3,5 в течение 28 мин. Затем раствор отделяют от нанотрубок декантацией (или фильтрованием), УНТ промывают дистиллированной водой и высушивают.(stage 1) 1 g of CNT "Taunit-M" is poured into 80 ml of 0.1 N solution of potassium bichromate (module 80) and their oxidation is carried out at a temperature of 58°C and pH 3.5 for 28 minutes. Then the solution is separated from the nanotubes by decantation (or filtration), the CNTs are washed with distilled water and dried.

(2 этап) 10 г короткого льняного волокна, обработанных в растворе щелочи, (NaOH концентрацией 6 г/л) обрабатывают в 150 мл (модуль 15) смеси эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 60°С в течение 3 ч с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 80°С с обратным холодильником в течение 3 ч при модуле этилендиамин / целлюлоза 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.(stage 2) 10 g of short flax fiber treated in an alkali solution (NaOH concentration 6 g/l) is treated in 150 ml (module 15) of a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, at a temperature of 60°C for 3 hours followed by washing with distilled water and ethanol to pH 7, then treated with ethylenediamine at 80° C. under reflux for 3 hours at an ethylenediamine/cellulose module of 2, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.

(3 этап) 2 г окисленных УНТ «Таунит-М» (20% от массы сорбента) помещают в стакан, содержащий 20 мл толуола, и растворяют при перемешивании. Затем в полученный раствор вводят 20 г короткого льняного волокна, обработанного эпихлоргидрином и этилендиамином (модуль толуол/сорбент 1), и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Готовый сорбент отделяют центрифугированием от толуола, промывают дистиллированной водой и высушивают.(stage 3) 2 g of oxidized CNT "Taunit-M" (20% by weight of the sorbent) is placed in a beaker containing 20 ml of toluene, and dissolved with stirring. Then, 20 g of short flax fiber treated with epichlorohydrin and ethylenediamine (toluene/sorbent module 1) is added to the resulting solution and kept for 1 hour at room temperature. The finished sorbent is separated by centrifugation from toluene, washed with distilled water and dried.

Модифицированный сорбент заливают 1,8 л водного раствора при комнатной температуре (модуль 180), pH 6, содержащего 1,5 ммоль/л ионов цинка. Через 29 мин раствор отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание ионов Zn(II). Концентрация ионов цинка в растворе после контактирования с сорбентом составила 0,231 ммоль/л (степень извлечения 84,6%).The modified sorbent is poured into 1.8 l of an aqueous solution at room temperature (module 180), pH 6, containing 1.5 mmol/l of zinc ions. After 29 min, 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 contact with the sorbent was 0.231 mmol/l (extraction rate 84.6%).

Результаты опытов в сравнении с прототипом представлены в таблице.The results of the experiments in comparison with the prototype are presented in the table.

ТаблицаTable ПРИМЕРЫEXAMPLES Степень
извлечения, %
Degree
extraction, %
Cu2+ Cu2 + Ni2+ Ni2 + Zn2+ Zn2 + Cd2+ CD 2+ 1.1. 84,584.5 -- -- -- 2.2. -- 82,782.7 -- -- 3.3. -- -- 84,784.7 -- 4.4. -- -- -- 83,383.3 5.5. -- -- -- 83,883.8 6.6. 80,280.2 79,679.6 79,379.3 77,677.6 7.7. 84,984.9 8.8. 82,482.4 9.9. 84,684.6 ПРОТОТИПPROTOTYPE 11 83,483.4 -- -- -- 22 -- 81,281.2 -- -- 33 -- -- 83,383.3 -- 44 -- -- -- 80,880.8 55 -- -- -- 80,780.7 66 79,179.1 78,378.3 78,178.1 73,973.9 77 83,583.5 88 81,181.1 99 83,283.2

Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу, а именно: повысить степень извлечения ионов тяжелых металлов на 1-5 %.From the data 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 by 1-5%.

Claims (1)

Способ модифицирования сорбентов для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, заключающийся в контактировании их при комнатной температуре с модифицированными полимерными сорбентами на основе целлюлозы при модуле раствор/сорбент, равном 50-200, в течение 20-30 мин, при этом модифицирование сорбентов осуществляют путем нанесения на них углеродных нанотрубок (УНТ) Таунит М, которые предварительно окисляют концентрированной азотной кислотой при модуле 50-100 при комнатной температуре в течение 60-90 мин или растворами бихромата калия или перманганата калия при рН 2-4, модуле раствора 50-100 и температуре 50-60°С в течение 20-30 мин, затем нанотрубки отделяют, промывают дистиллированной водой, высушивают при этом модификацию сорбентов на основе целлюлозы проводят обработанными углеродными нанотрубками в количестве 10-20% от массы сорбента в толуоле при модуле толуол/сорбент 1-2 при комнатной температуре в течение 1-2 ч, затем готовый сорбент отделяют от толуола центрифугированием, промывают дистиллированной водой и высушивают, отличающийся тем, что целлюлозные сорбенты, обработанные в растворе щелочи, обрабатывают смесью эпихлоргидрина и этилового спирта при соотношении 1:2, температуре 50-70°С в течение 2-3 ч при модуле 15 с последующей промывкой дистиллированной водой и этиловым спиртом до рН 7, затем обрабатывают этилендиамином при температуре 75-80°С с обратным холодильником в течение 2,5-3,5 ч при модуле этилендиамин/сорбент 2 с последующей промывкой дистиллированной водой и высушиванием до постоянного веса.A method for modifying sorbents for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, which consists in contacting them at room temperature with modified cellulose-based polymeric sorbents at a solution/sorbent modulus of 50-200 for 20-30 minutes, while modifying the sorbents is carried out by application of carbon nanotubes (CNT) Taunit M on them, which are pre-oxidized with concentrated nitric acid at a modulus of 50-100 at room temperature for 60-90 minutes or with solutions of potassium dichromate or potassium permanganate at pH 2-4, solution modulus 50-100 and temperature of 50–60°C for 20–30 min, then the nanotubes are separated, washed with distilled water, and the sorbents based on cellulose are modified with treated carbon nanotubes in an amount of 10–20% of the mass of the sorbent in toluene at a toluene/sorbent modulus of 1 -2 at room temperature for 1-2 hours, then the finished sorbent is separated from toluene by centrifugation ion, washed with distilled water and dried, characterized in that the cellulose sorbents treated in an alkali solution are treated with a mixture of epichlorohydrin and ethyl alcohol at a ratio of 1:2, a temperature of 50-70 ° C for 2-3 hours at a module of 15, followed by washing distilled water and ethanol to pH 7, then treated with ethylenediamine at a temperature of 75-80°C under reflux for 2.5-3.5 hours at the ethylenediamine/sorbent 2 module, followed by washing with distilled water and drying to constant weight.
RU2022120923A 2022-08-01 Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions RU2792209C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2792209C1 true RU2792209C1 (en) 2023-03-20

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117602690A (en) * 2024-01-23 2024-02-27 神美科技有限公司 Nonferrous metal mine flotation wastewater treatment agent and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471721C1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of modifying cellulose-based sorbents
US8715396B1 (en) * 2010-07-15 2014-05-06 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Surface modification of superadsorbent material for improved air sampling applications and methods of making same
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
RU2702568C1 (en) * 2019-04-29 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8715396B1 (en) * 2010-07-15 2014-05-06 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Surface modification of superadsorbent material for improved air sampling applications and methods of making same
RU2471721C1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of modifying cellulose-based sorbents
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
RU2702568C1 (en) * 2019-04-29 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОКУРОВА Д. А. и др. Разработка сорбентов на основе целлюлозы. Инновационные научные исследования, 2021, No.6-3(8), C.13-19. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117602690A (en) * 2024-01-23 2024-02-27 神美科技有限公司 Nonferrous metal mine flotation wastewater treatment agent and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640547C1 (en) Method for modifying sorbents based on cellulose for extracting ions of heavy metals from water solutions
Khoo et al. Sugarcane bagasse fiber and its cellulose nanocrystals for polymer reinforcement and heavy metal adsorbent: a review
Kumar et al. Cellulose based grafted biosorbents-Journey from lignocellulose biomass to toxic metal ions sorption applications-A review
CN105013447A (en) Preparation method of modified cellulose heavy metal adsorbent
CN105921121B (en) A kind of preparation method for the nano-cellulose tannin microgel adsorbent being easily recycled
US5859236A (en) Process for preparation of lignin and microcellulose
WO2002075042A2 (en) Method for separating hemicelluloses from a biomass containing hemicelluloses
WO2006099029A2 (en) Chemical oxidation for cellulose separation
RU2495830C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
CN103861570A (en) Novel bagasse absorbing material as well as preparation method thereof
CN108752485B (en) Preparation method of lignin-containing cationized nanocellulose
RU2702568C1 (en) Method for modifying cellulose-based sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2792209C1 (en) Method of modifying sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
Rahayu et al. The impact of the different types of acid solution on the extraction and adsorption performance of chitin from shrimp shell waste
RU2438995C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2813588C1 (en) Method of modifying sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
DE102008013845A1 (en) Process for the production of bioethanol from lignocellulosic biomass
RU2768623C1 (en) Method for modifying sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2471721C1 (en) Method of modifying cellulose-based sorbents
Jahi et al. Modification of oil palm plantation wastes as oil adsorbent for palm oil mill effluent (POME)
RU2598483C1 (en) Method of extracting ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2712907C1 (en) Method of modifying cellulose-containing sorbents for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
WO2017191845A1 (en) Plant tissue treatment method for accelerating decomposition of plant tissue, main agent therefor, raw material composition extracted using plant tissue treatment method, and method for reducing bulk of plant tissue.
WO2003025280A1 (en) Method for separating hemicelluloses out of biomass that contains hemicelluloses
Awang et al. Graft copolymerization of acrylonitrile onto recycled newspapers cellulose pulp