ВИЗНАЧЕННЯ МЕХАНІЗМУ ВЗАЄМОДІЇ Cu2+, Pb2+ МЕТОДОМ ІЧ-СПЕКТРОСКОПІЇ У СЕРЕДНІЙ ОБЛАСТІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2022.04Ключові слова:
ІЧ-спектроскопія, гумати лужних металів, гумінові кислоти, сорбція металів, регенерація гуматів, виділення мідіАнотація
Об’єктом дослідження є визначення взаємодії іонів міді та свинцю в водних слабокислих розчинах. Як показує аналіз сучасних наукових робіт, останнім часом не достатньо приділяється уваги дослідженню сорбційних властивостей гуматів після регенерації, тому для подальшого використання гумінових кислот як сорбентів у тому числі регенерованих має значення отримання даних про стехіометрічну взаємодію гумінових кислот з різними металами. В даній роботі гумінові кислоти виділялися з комерційного гумату калію виробництва Китай. При проведенні досліджень використовувалися модельні розчини сульфату міді (II) та ацетату свинцю (II). Точний вміст міді та свинцю для кінцевих розчинів, приготовлених з модельних з подальшою регенерацією комплексів гумат-метал визначався методом атомно-емісійної спектроскопії з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICP-AES). Регенерація здійснювалась за рахунок зниження кислотності шляхом додавання 1 н нітратної кислоти. Реєстрація спектрів проводилася методом ІЧ-спектроскопії в середній області. Інтерпритація спектрів вихідних гумінових кислот, гуматів калію, а також гуматів міді та свинцю здійснювалася коригуючись літературними даними. Дослідження структури гумінових кислот та гуматів металів таким методом показало активне залучення карбоксильних груп до утворення зв’язків гумат-метал. Гумінові кислоти після регенерації (відновлення) містять карбоксильні групи в димеризованому стані, на відміну від свіжоприготовлених гумінових кислот. В гуматах свинцю повторюється вищенаведений для гуматів міді загальний характер зміни спектральної картини від гумінових кислот до гуматів свинця, що можливо пояснити в рамках загальної теорії ІЧ-спектроскопії збільшенням приведеної маси групи атомів, що приймають участь в коливаннях, за рахунок суттєво більшої атомної маси свинцю, у порівнянні з міддю. Також було встановлено, що сорбція відбувається в результаті стехіометричної реакції, за рахунок якої утворюються хелатні комплекси міді та свинцю шляхом взаємодії з атомами кисню в карбоксильних групах молекул гуматів.
Посилання
Perminova, I.V., Frimmel, F.H., Kudryavtsev, A.V., Kulikova, N.A., Abbt-Braun, G., Hesse, S., Petrosyan, V.S, Molecular Weight Characteristics of Humic Substances from Different Environments As Determined by Size Exclusion Chromatography and Their Statistical Evaluation Environ. Sci. Technol., 2003, 37 (11), 2477–2485.
Tipping E. Cation binding by humic substances Cambridge 2004
Ivana S. Kostić , Tatjana D. Anđelković, Ružica S. Nikolić 1 Comparative study of binding strengths of heavy metals with humic acid Hem. ind. 67 (5) 773–779 (2013)
da Silva R. Lucena G. Spectroscopic and elementary characterization of humic substances in organic substrates Comunicata Scientiae 9 (2): 264-274, 2018
Ochyshchennia stichnykh vod // Slovnyk-dovidnyk z ekolohii : navch.-metod. posib. / uklad. O. H. Lanovenko, O. O. Ostapishyna. — Kherson : PP Vyshemyrskyi V. S., 2013. — S. 134.
L. A. Kulskyi Osnovы khymyy y tekhnolohyy vodы. - Kyev: Nauk.dumka, 1991.-568 s.
Ochyshchennia stichnykh vod pryrodnymy dyspersnymy sorbentamy : [monohrafiia] / M. S. Malovanyi, I. M. Petrushka ; M-vo osvity i nauky, molodi ta sportu Ukrainy, Nats. un-t "Lviv. politekhnika". – L. : Vyd-vo Lviv. politekhniky, 2012. – 180 s. : il. – Bibliohr.: s. 160-174 (171 nazva).
Humic Consortium for Carbon Sequestration. Why use Humic Substances for Carbon Sequestration. 2008 [retrieved in October 2013], available online from http://ihccs.org/humic.htm.
Tatzber, M., Stemmer, M., Spiegel, H., Katzlberger, C., Haberhauer, G., Mentler, A. & Gerzabek, M. H. 2007 FTIR-spectroscopic characterization of humic acids and humin fractions obtained by advanced NaOH, Na4P2O7 , and Na2CO3 extraction procedures. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 170, 522–529.
Terkhi, M. C., Taleb, F., Gossart, P., Semmoud, A. & Addou, A. 2008 Fourier transform infrared study of mercury interaction with carboxyl groups in humic acids. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 198 (2–3), 205–214.
Amir, S., Jouraiphy, A., Meddich, A., Gharous, M. E., Winterton, P. & Hafidi, M. 2010 Structural study of humic acids during composting of activated sludge-green waste: elemental analysis, FTIR and C NMR. Journal of Hazardous Materials 177 (1–3), 524–529.
wang2016 Wang S., Liu Y., Fan Q., Zhou A., Fan L., Mu Y.. Removal of Hg(II) from aqueous solution using sodium humate as heavy metal capturing agent // Water Science & Technology.2016.
kim2005 H. Kim, K.Baek, B. Kim, J. Yang. Humic substance-enhanced ultrafiltration for removal of cobalt // Journal of Hazardous Materials. 2005 V. 122. P. 131-136.
Tuhkanen2018 T. Tuhkanen, A. Ignatev. Humic and Fulvic Compounds // 2018. Encyclopedia of Analytical Science (Second Edition). 2005. P.288-298.
DSTU ISO 11885:2005 Yakist vody. Vyznachannia 33 elementiv metodom atomno-emisiinoi spektrometrii z induktyvno-zv`iazanoiu plazmoiu. / Instytut stsyntyliatsiinykh materialiv NAN Ukrainy Data pochatku diyi 01.01.2008. – 18 s.
Li J 2019(2020) Li, J., Ding, Y., Wang, K., Li, N., Qian, G., Xu, Y., Zhang, J., Comparison of humic and fulvic acid on remediation of arsenic contaminated soil by electrokinetic technology, Chemosphere (2019), doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125038.
liu2000 A. Liu, R. D. Gonzalez. Modeling Adsorption of Copper (II), Cadmium (II) and Lead (II) on Purified Humic Acid // Langmuir. 2000 V. 16 P. 3902 - 3909.
Waller2015 P.A. Waller, W.F. Pickering. The lability of zinc humate species // Chemical Speciation & Bioavailability. 2015.V. 3 P. 9-21.
Chu2010 C. Mo, H. Zhanbin, X. Bang, F. Tao, D. Hui. Preparation, characterization and salt-resistance of a coal based super absorbent composite// MINING SCIENCE AND TECHNOLOGY.2010. V. 20, P. 0864–0871.
