Гелеобразование в водных растворах оксиэтилированных нонилфенолов

Целью исследования являлось установление условий образования гель-структуры для систем вода – оксиэтилированный нонилфенол и вода – оксиэтилированный нонилфенол – высаливатель. В ходе проведенной работы был выполнен анализ научно-технической литературы по проблемам применения поверхностно-активных веществ в экстракционных процессах. Показано, что перспективными экстракционными системами являются системы, содержащие неионогенные поверхностно-активные вещества. Изучено влияние концентрации неионогенных поверхностно-активных веществ и температуры на образование гель-структуры в водных растворах. Рассмотрена проблема применения оксиэтилированных нонилфенолов в гель-экстракции. Визуально-политермическим методом получены фазовые диаграммы для систем вода – неонол АФ 9-6 и вода – неонол АФ 9-6 – сульфат натрия. Установлены условия гелеобразования для систем вода – неонол АФ 9-6 и вода – неонол АФ 9-6 – сульфат натрия. Показано, что для образования геля в системе вода – оксиэтилированный нонилфенол (неонол АФ 9-6) концентрация поверхностно-активного вещества должна превышать 25 масс.%. Установлено, что для образования гель-структуры при более низких концентрациях неонола АФ 9-6 необходимо вводить высаливатель – сульфат натрия. Получены фазовые диаграммы систем вода – оксиэтилированный нонилфенол – сульфат натрия в области температур 20–65 °С. Установлено, что гель-структура образуется при соотношении оксиэтилированного нонилфенола и сульфата натрия, равном 3:1 по массе. Показано, что минимальная концентрация неонола АФ 9-6 и сульфата натрия для гелеобразования составляет 15 и 5 масс.%, соответственно. Увеличение концентрации неонола АФ 9-6 и сульфата натрия до 24 и 8 масс.% соответственно приводит к снижению температуры гелеобразования до 46 °С.

1. Леснов А.Е., Денисова С.А. Гель-экстракция поверхностно-активными веществами // Вестник Пермского университета. Серия «Химия». 2014. N 1. С. 79–93. EDN: SPWJOL.

2. Mouronte N., Álvarez M.S., Deive F.J., Rodríguez A. Combining biodegradable surfactants and potassium inorganic salts for efficiently removing polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous effluents // Journal of Water Process Engineering. 2022. Vol. 47. P. 102796. DOI: 10.1016/j.jwpe.2022.102796.

3. Hung K.-C., Chen B.-H., Yu L.E. Cloud-point extraction of selected polycyclic aromatic hydrocarbons by nonionic surfactants // Separation and Purification Technology. 2007. Vol. 57, no. 1. P. 1–10. DOI: 10.1016/j.seppur.2007.03.004.

4. Silva W.P.N., do Nascimento A.E.G., de Alencar Moura M.C.P., de Oliveira H.N.M., de Barros Neto E.L. Study of phenol removal by cloud point extraction: a process optimization using experimental design // Separation and Purification Technology. 2015. Vol. 152. P. 133–139. DOI: 10.1016/j.seppur.2015.08.007.

5. Шилыковская Д.О., Елохов А.М., Денисова С.А., Леснов А.Е. Фазовые равновесия и экстракция ионов металлов в системах на основе смесей оксиэтилированных нонилфенолов // Известия Академии наук. Серия химическая. 2023. Т. 72. N 9. С. 2036–2040. EDN: JSUGRW.

6. Isaeva Yu.I., Elokhov A.M., Denisova S.A., Kudryashova O.S. Phase equlibria and extraction of metal ions in systems based on mixtures of alkylbenzyldimethylammonium chloride and oxyethylated nonylphenols // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2020. Vol. 94, no. 7. P. 1346–1349. DOI: 10.1134/S0036024420070158.

7. Станкова А.В., Елохов А.М., Леснов А.Е. Фазовые и экстракционные равновесия в системе вода – оксиэтилированный нонилфенол – сульфат натрия // Известия Академии наук. Серия химическая. 2020. N 4. С. 671–674. EDN: KJWYYM.

8. Elokhov A.M., Khomutova A.O., Denisova S.A. Phase equilibria and the extraction of metals in oxyethylated alkylamine – anionic surfactant – water systems // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2021. Vol. 95, no. 6. P. 1160–1164. DOI: 10.1134/s0036024421060108.

9. Лаптедульче Н.К., Гумеров Ф.М., Сергеева Е.С. Перспективы использования оксиэтилированных высших спиртов для очистки водных сред // Энергосбережение и водоподготовка. 2011. N 6. С. 16–18. EDN: ONRFCD.

10. Liu J.-L., Zhou X.-M., Sun M., Jia A.-Q., Shi H.-T., Zhang Q.-F. A resorcinarene based chelating agent for selective cloud point extraction of Pb2+ ions in water: synthesis, structural characterization and analytical applications // Arabian Journal of Chemistry. 2023. Vol. 16, no. 7. P. 104866. DOI: 10.1016/j.arabjc.2023.104866.

11. Kori S. Cloud point extraction coupled with back extraction: a green methodology in analytical chemistry // Forensic Sciences Research. 2021. Vol. 6, no. 1. P. 19–33. DOI: 10.1080/20961790.2019.1643567.

12. Kojro G., Wroczynski P. Cloud point extraction in the determination of drugs in biological matrices // Journal of Chromatographic Science. 2020. Vol. 58, no. 2. P. 151–162. DOI: 10.1093/chromsci/bmz064.

13. Елохов А.М., Кудряшова О.С., Леснов А.Е. Анионные поверхностно-активные вещества в экстракции // Вестник Пермского университета. Серия «Химия». 2015. N 1. С. 30–43. EDN: SKSUJX.

14. Потешнова М.В., Задымова Н.М. Особенности солюбилизирующего действия оксиэтилированных неионогенных поверхностно-активных веществ по отношению к толуолу в водной среде // Вестник Московского университета. Серия 2 «Химия». 2002. Т. 43. N 3. С. 185–189.

15. Mortada W.I. Recent developments and applications of cloud point extraction: a critical review // Microchemical Journal. 2020. Vol. 157. P. 105055. DOI: 10.1016/j.microc.2020.105055.

16. Елохов А.М. Феномен точки помутнения в растворах неионных оксиэтилированных поверхностно-активных веществ и водорастворимых полимеров (обзор). I. Природа феномена // Вестник Пермского университета. Серия «Химия». 2016. N 2. С. 79–91. EDN: WJZQAR.

17. Шилыковская Д.О., Денисова С.А. Елохов А.М. Изучение растворимости и экстракционной способности систем на основе смесей неонолов АФ 9-6 и АФ 9-12 // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2022. N 14. С. 30–35. DOI: 10.31044/1994-6260-2022-0-14-30-35. EDN: YDWNLS.

18. Шилыковская Д.О., Елохов А.М. Экстракционно-спектрофотометрическое определение никеля с 4-(2-пиридилазо) резорцином в системе неонол АФ 9-10 – вода // Вестник Пермского университета. Серия «Химия». 2021. Т. 11. N 4. С. 223–233. DOI: 10.17072/2223-1838-2021-4-223-233.

19. Stankova A.V., Elokhov A.M., Kudryashova O.S., Lesnov A.E. Temperature-induced transformation of phase diagrams for water – oxyethylated nonylphenol – MgCl2 systems // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2020. Vol. 65, no. 12. P. 1922–1927. DOI: 10.1134/S0036023620120177.

20. Елохов А.М. Феномен точки помутнения в растворах неионных оксиэтилированных поверхностно-активных веществ и водорастворимых полимеров (обзор). II. Влияние неорганических солей на точку помутнения // Вестник Пермского университета. Серия «Химия». 2017. Т. 7. N 2. С. 167–186. DOI: 10.17072/2223-1838-2017-2-167-186. EDN: ZFLVPH.

21. Архипов В.П., Архипов Р.В., Идиятуллин З.Ш. Экстракционные свойства водных растворов оксиэтилированных изононилфенолов в присутствии солей натрия с одно- и двухзарядными анионами // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20, N 19. С. 21–25. EDN: ZXFIQH.

22. Stankova A.V., Elokhov A.M., Denisova S.A., Kudryashova O.S., Lesnov A.E. Specific features of the salting-out of oxyethylated nonylphenols using inorganic salts at 25 °С // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2017. Vol. 91, no. 5. P. 880–886. DOI: 10.1134/S0036024417050247.

23. Идрисов А.Р., Куряшов Д.А., Башкирцев Н.Ю., Исмагилов И.Ф., Найсырова А.М. Влияние низкомолекулярной соли на структуру мицеллярных растворов ПАВ // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. N 18. С. 40–43. EDN: RCCRBZ.