Новые волокнистые карбоксильные катиониты для извлечения из воды катионов цветных и тяжелых металлов

Получены новые сшитые волокнистые карбоксильные катиониты ФИБАН методом прививочной сополимеризации к полипропиленовым штапельным волокнам акриловой кислоты и различных бифункциональных сомономеров (дивинилбензол – ДВБ, этиленгликольдиметакрилат – ЭГДМ, метиленбисакриламид – МБАА). Исследованы их сорбционные свойства к ионам тяжелых и цветных металлов Cо2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Cu2+ и Pb2+ в динамическом режиме на модельных растворах. Все сшитые сорбенты по динамической активности к ионам Cd2+ и Pb2+ до проскока 5 % от исходной концентрации превосходят волокнистые аналоги: ФИБАН Х-1, ФИБАН Х-2, ФИБАН К-6М, ФИБАН К-5, ВИОН КН-1. Наилучшим сшитым сорбентом по свинцу является волокно с ЭГДМ. Волокно с МБАА обладает повышенным сродством к катионам Ni2+, Zn2+, Cd2+ и Cа2+, которое возрастает с ростом степени сшивки МБАА. Исследования волокон методами Фурье ИК-спектроскопии, растровой электронной микроскопии, определение эквивалентного коэффициента влагоемкости материалов и бихроматной окисляемости водных вытяжек показало, что сшивание МБАА позволяет добиться стабильной структуры сорбента. Стабильность сшитой структуры в сочетании с высокой обменной емкостью (около 7 мэкв/г) и динамической активностью к катионам Pb2+, Zn2+, Cd2+ и Cа2+делают новый волокнистый карбоксильный сорбент с МБАА безопасным и перспективным для очистки питьевой воды. 

1. Новые иминодиацетатные хелатные сорбенты ФИБАН для очистки воды / А. А. Шункевич [и др.] // Водные ресурсы и климат: материалы V Междунар. водного форума, Минск, 5–6 окт. 2017 г.: в 2 ч. – Минск: БГТУ, 2017. – Ч. 2. – С. 115–119.

2. Волокнистый сорбент ФИБАН К-6 и перспективы его использования для очистки воды [Электронный ресурс] / Г. В. Медяк [и др.] // Материалы XI Международного водно-химического форума, Минск, 22 – 25 мая 2018 г. – Режим доступа: https://docs.google.com/presentation/d/1nJOB4DCyHDt8wO1763EpuneInW4pDTRP/edit#slide=id.p1

3. Особенности получения и свойства волокнистых ионитов ФИБАН К-4 / Г. В. Медяк [и др.] // Журнал прикладной химии. – 2001. – Т. 74, № 10. – С. 1608–1613.

4. Сравнительная оценка волокнистых карбоксильных ионитов как средств очистки воды от ионов тяжелых металлов / А. А. Шункевич [и др.] // Журнал прикладной химии. – 2004. – Т. 77, № 2. – С. 253–258.

5. Chemically active textile materials as efficient means for water purification / V. S. Soldatov [at al.] // Desalination. – 1999. – Vol. 124. – P. 181–192. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(99)00103-4

6. Synthesis and long-term stability of acrylic acid and N, N-methylene-bis-acrylamide radiation grafted polypropylene fibers / L. Pryhazhayeva [at al.] // J. Appl. Polym. Sci. – 2021. – Vol. 138, № 32. – P. 50805–50821. https://doi.org/10.1002/app.50805

7. Пригожаева, Л. М. Влияние добавок бифункциональных сомономеров на химическую стойкость и окисляемость водных вытяжек волокнистого карбоксильного катионита ФИБАН К-4 / Л. М. Пригожаева, А. П. Поликарпов, А. А. Шункевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2009. – № 1 – С. 87–90.

8. Пригожаева, Л. М. Влияние небольших добавок бифункциональных сомономеров на реакцию прививки акриловой кислоты к полипропиленовым волокнам / Л. М. Пригожаева, А. П. Поликарпов, А. А. Шункевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2005. – № 3. – С. 46–49.

9. Методические указания по гигиенической оценке искусственных и синтетических волокон: МУ 11-10-12-97: утв. М-вом здравоохранения Респ. Беларусь, 13.08.97. – Минск: Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, 1999. – 23 с.

10. Критерии гигиенической безопасности искусственных и синтетических волокон: СанПиН 10-54-97: [ введ. в действ. 20.08.97] / Министерство здравоохранения Республики Беларусь. – Минск: [б. и.], 1998. – 12 с.

11. Полянский, Н. Г. Методы исследования ионитов / Н. Г. Полянский, Г. В. Горбунов, Н. П. Полянская. – М.: Химия, 1976. – 208 с.

12. Огородников, В. А. Сорбция цинка из водных растворов волокнистыми карбоксильными ионитами ФИБАН / В. А. Огородников, В. С. Солдатов, А. А. Шункевич // Химия и технология воды. – 2006. – Т. 28, № 6. – С. 543–557.

13. Kinetics of polyelectrolyte network formation in free-radical copolymerization of acrylic acid and bisacrylamide / X. Zhao [et al.] // Macromol. Symp. – 1995. – Vol. 92, N 1. – P. 253–300. https://doi.org/10.1002/masy.19950920122

14. Оудиан, Дж. Основы химии полимеров / Дж. Оудиан ; пер. с англ. Я. С. Выгодского, Т. М. Фрунзе ; под ред. В. В. Коршака. – М.: Мир, 1974. – 616 с.