ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА СОРБЦИИ ИОНОВ Cu2+, Co2+ и Mn2+ НА МОДИФИЦИРОВАННОМ ПРИРОДНОМ ПОЛИМЕРЕ – ПЕКТИНЕ
УДК 66.081.2:544.723.5
Аннотация
Получены сорбционные материалы на основе яблочного пектина, модифицированного биологически активными органическими кислотами (салициловой, антраниловой, 5-аминосалициловой, никотиновой), способные эффективно извлекать ионы Cu2+, Co2+ и Mn2+ из водных растворов их солей. Исследованы закономерности кинетики сорбции ионов Cu2+, Co2+ и Mn2+ модифицированными образцами пектина. Выявлено увеличение эффективности извлечения ионов d-металлов модифицированными пектиновыми сорбентами по сравнению с исходным полисахаридом. Получены изотермы сорбции ионов Cu2+, Co2+, Mn2+ модифицированными пектинами и проанализированы на соответствие известным теоретическим моделям. Получены интегральные кинетические кривые, рассчитаны значения экспериментальной сорбционной емкости биосорбентов. Обнаружено, что процесс сорбции ионов Cu2+, Co2+ и Mn2+ на изучаемых биосорбентах протекает в диффузионном режиме. Установлено преобладание внешнедиффузионного характера лимитирующей стадии процесса извлечения ионов переходных металлов модифицированными пектинами. Рассчитаны константы скорости сорбционных процессов. Определены значения кажущейся энергии активации сорбционного процесса. Рассчитаны термодинамические параметры процесса извлечения ионов Cu2+, Co2+ и Mn2+ пектиновыми сорбентами. Установлено, что сорбция ионов Cu2+, Co2+ и Mn2+ модифицированными полисахаридными материалами представляет собой экзотермический процесс, который можно рассматривать как физическую адсорбцию ионов металлов за счет сольватации и комплексообразования с участием сорбционных центров сорбента и молекул растворителя (воды). Полученные новые высокоактивные биосорбенты могут быть рекомендованы в качестве энтеросорбентов для детоксикации организма человека.
Скачивания
Metrics
Литература
Kaysheva N.Sh., Kayshev A.Sh. Farmakokhimicheskiye osnovy primeneniya pektinov i al'ginatov. [Pharmacochemical basis for the use of pectins and alginates]. Pyatigorsk, 2016, 260 p. (in Russ.).
Zhang W., Song J., He Q., Wang H., Lyu W., Feng H., Chen L. Journal of Hazardous Materials, 2020, vol. 384, 121445. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121445.
Liang R., Li P., He X., Kuang M., Chen J., Liu C. Science Technology of Food Industry, 2018, vol. 39, no. 6, pp. 13–18.
Karmakar M., Mondal H., Mahapatra M., Chattopadhyay P.K., Chatterjee S., Singha N.R. Carbohydrate Polymers, 2019, vol. 206, pp. 778–791. DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.11.032.
Kaushal S., Kaur N., Kaur M., Singh P.P. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2020, vol. 403, 112841. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2020.112841.
Kodoth A.K., Badalamoole V. Polymer Bulletin, 2020, vol. 77, no. 2, pp. 541–564. DOI: 10.1007/s00289-019-02757-4.
Martins J.G., Facchi D.P., Berton S.B.R., Nunes C.S., Matsushita M., Bonafe E.G., Martins A.F. International Jour-nal of Biological Macromolecules, 2020, vol. 152, pp. 77–89. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.02.220.
Shao Z., Lu J., Ding J., Fan F., Sun X., Li P., Hu Q. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, vol. 176, pp. 217–225. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.02.037.
Wang X.D., Li Y., Dai T.T., He X.M., Chen M.S., Liu C.M., Liang R.H., Chen J. Carbohydrate Polymers, 2021, vol. 260, 117811. DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.117811.
Liang R., Li Ya, Li H., Wang X., Hu X., Liu C., Chen M., Chen J. Carbohydrate Polymers, 2020, vol. 234, 115911. DOI: 10.1016/j.carbpol.2020.115911.
Zhu W., Yang J., Hu D., Wang Z. Food & Function, 2021, vol. 12, no. 6, pp. 2418–2427. DOI: 10.1039/d0fo02829k.
Li J., Yang Z., Ding T., Song Y.-J. Carbohydrate Polymers, 2022, vol. 276, 118789. DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.118789.
Kupchik L.A., Kartel’ N.T., Bogdanov E.S., Bogdanova O.V., Kupchik M.P. Russian Journal of Applied Chemistry, 2006, vol. 79, no. 3, pp. 457–460. DOI: 10.1134/S1070427206030256.
Li F.T., Yang H., Zhao Y., Xu R. Chinese Chemical Letters, 2007, vol. 18, pp. 325–328. DOI: 10.1016/j.cclet.2007.01.034.
Arachchige M.P., Mu T., Ma M. Chemosphere, 2021, vol. 262, 128102. DOI: 10.1016/j.chemosphere.
Praveen S., Kshipra S., Pankaj T., Manoj C., Kalpana C. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, vol. 140, pp. 78–90.
Eliaz I.., Weil E., Wilk B. Forsch Komplementmed, 2007, vol. 14, pp. 358–364. DOI: 10.1159/000109829.
Eliaz I., Hotchkiss A.T., Fishman M.L., Rode D. Phytotherapy Research, 2006, vol. 20, pp. 859–864. DOI: 10.1002/ptr.1953.
Bhuyan M., Okabe H., Hidaka Y., Hara K. Journal of Applied Polymer Science, 2018, vol. 135, p. 8. DOI: 10.1002/app.20171479.
Gong J.-L., Wang X.-Y., Zeng G-M., Chen L. Chemical Engineering Journal, 2012, vol. 185–186, pp. 100–107. DOI: 10.1016/j.cej.2012.01.050.
Mudarisova R.Kh., Sagitova A.F., Kukovinets O.S. Fiziko-khimiya poverkhnosti i zashchita materialov, 2022, vol. 58, no. 5, pp. 480–488. DOI: 10.31857/S0044185622050175. (in Russ.).
Mudarisova R., Kukovinets О., Sagitova А., Novoselov I. Biointerface Research in Applied Chemistry, 2020, vol. 10, no. 4, pp. 5724–5732. DOI: 10.33263/BRIAC104.724732.
Muginova S.V. Metodicheskiye ukazaniya k kursu analiticheskoy khimii. [Guidelines for the course of analytical chem-istry]. Moscow, 2007, 81 p. (in Russ.).
Gayduk O.V., Pantaler R.P. Analitika i kontrol', 2010, vol. 14, no. 1, pp. 25–28. (in Russ.).
Hawari A., Rawajfih Z., Nsour N. Journal of Hazardous Materials, 2009, vol. 168, pp. 1284–1289. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.03.014.
Ho Y.S., Ng J.C., McKay G. Separation and Purification Methods, 2000, vol. 29, no. 2, pp. 189–232.
Lazaridis N.K., Karapantsios D., Georgantas D. Water Research, 2003, vol. 37, pp. 3023–3033. DOI: 10.1016/S0043-1354(03)00121-0.
Kokotov Yu.A, Zolotarev G.E., Yel'kin. P.P. Teoreticheskiye osnovy ionnogo obmena: Slozhnyye ionoobmennyye sis-temy. [Theoretical foundations of ion exchange: Complex ion exchange systems]. Leningrad, 1986, 280 p. (in Russ.).
Boyd G.E., Adamson A.W., Myers L.S. Journal of the American Chemical Society, 1947, vol. 69, no. 10, pp. 2836–2848.
Gel'ferikh F. Ionity: Osnovy ionnogo obmena. [Ion exchangers: Fundamentals of ion exchange]. Moscow, 1962, 490 p. (in Russ.).
Farooq U., Kozinski J.A. Bioresource Technology, 2010, vol. 101, pp. 5043–5053.
Schiewer S. Journal of Hazardous Materials, 2008, vol. 157, pp. 8–17. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.12.076.
Reddy N.S., Rao K.M., Vani T.J.S., Rao K.S.V.K., Lee Y.I. Desalination and Water Treatment, 2016, vol. 57, no. 14, pp. 1–12. DOI: 10.1080/19443994.2015.1008053.
Copyright (c) 2024 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
