Сорбционное концентрирование кобальта (II) на хелатирующих волокнах, содержащих O, S, n группы

E-mail: elvira.ru.91@mail.ru

В настоящее время большое внимание уделяется экологии. Поэтому мониторинг ионов тяжелых металлов, в том числе, кобальта является актуальной задачей.

Кобальт относится к группе промышленных ядов второй группы опасности, но его рассматривают как необходимый для жизни металл с потенциальной токсичностью. ПДК солей металла составляет порядка 0,05-0,1 мг/дм³ [1]. Соединения двухвалентного кобальта наиболее характерны для поверхностных вод. В присутствии окислителей возможно существование в заметных концентрациях кобальта (III).

Определение металлов на уровне ПДК и ниже в пробах сложного химического состава с высоким содержанием солей может быть затруднено. Поэтому для уменьшения матричных помех и селективного извлечения кобальта (II) применяются адсорбенты с иммобилизованными на различные поверхности модификаторами.

Введение на поверхность углеродных волокон гетероатомов О, S, N усиливает донорно-акцепторные взаимодействия с кобальтом и существенно улучшает сорбционные характеристики адсорбента.

В данной работе была исследована сорбционная активность и селективность модифицированного углеродного волокна к ионам кобальта (II). Модифицирование поверхности углеродного волокна осуществляли хелатообразующими органическими реагентами: нитрозо - R – солью (НРС), 8-оксихинолином, 1,10-фенантролином. Сорбционную активность полученных адсорбентов изучали в статическом режиме при выбранных оптимальных параметрах (рН, время). Были определены константы сорбционного равновесия, коэффициенты распределения и селективности, статическая обменная емкость. Были построены изотермы адсорбции при различных температурах и рассчитаны термодинамические параметры адсорбции.

Установлено, что сорбционное равновесие «сорбент-сорбат» на волокнах устанавливается в течение 1-1,5 часа в статических условиях при рН=6. При сорбции кобальта на углеродных волокнах наблюдается уменьшение рН на 0.5-1.5, что свидетельствует об ионном обмене с поверхностными группами сорбентов. Установлено, что окисление углеродного волокна способствует увеличению коэффициента извлечения кобальта с 18% до 40%. Дополнительная пропитка окисленного волокна нитрозо-R-солью повышает степень извлечения кобальта до 70%. Степень извлечения кобальта импрегнированными УВ при 24ºС возрастает в ряду: АУВ(18%)  АУВ_{оксихинолин}(32%) < ОАУВ (40%)  АУВ_{фенантролин(}46%)  АУВ_НРС(60%)

Таким образом, углеродные волокна эффективно извлекают ионы кобальта и могут быть рекомендованы для твердофазного концентрирования металлов из водных растворов.

1. 
   Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник.— Л.: "Химия",1985.