Сорбция ионов серебра (I) синтетическим сорбентом из водных растворов

Цель настоящего исследования заключается в изучении сорбции ионов серебра синтетическим хелатообразующим сорбентом из водных растворов. В присутствии формальдегида синтезирован полимерный сорбент на основе сополимера стирола с малеиновым ангидридом, модифицированный N,N’-дифенилгуанидином, который впервые применен для извлечения Ag(I). Состав и строение синтезированного полимерного хелатообразующего сорбента были изучены методами ИК- и УФ-спектроскопии. Использован простой, недорогой и эффективный метод извлечения ионов Ag(I) из водных растворов. Исследовано влияние на процесс сорбции различных сорбционных параметров: кислотности среды (рН); начальной концентрации иона металла; времени, необходимого для установления полного сорбционного равновесия; ионной силы. Оптимальное значение рН для извлечения Ag(I) составляет 6. Процесс характеризуется высокой адсорбционной способностью, которая достигает значения 547,2 мг/г. В результате проведенных исследований определено, что время, необходимое для установления полного сорбционного равновесия для сорбента, модифицированного N,N’-дифенилгуанидином, составляет 60 мин. Адсорбция Ag(I) увеличивается с ростом ионной силы до μ = 1, а затем уменьшается. На конечном этапе был проведен процесс десорбции поглощенных ионов серебра. В процессе десорбции было обнаружено, что лучшим элюирующим агентом для извлечения Ag(I) является 0,5 М HNО3. Возможно многократное использование регенерированного сорбента для концентрирования. Сополимер стирола и малеинового ангидрида, модифицированного N,N’-дифенилгуанидином, имеет высокое значение сорбционной емкости и благодаря данному преимуществу может быть применен в качестве потенциального адсорбента для извлечения серебра (I) из водных растворов.

1. Hadrup N., Lam H. Oral toxicity of silver ions, silver nanoparticles and colloidal silver // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2014. Vol. 68, no. 1. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2013.11.002.

2. Kojiro S., Masahiro G. Solvent extraction and stripping of silver Ions in room-temperature Ionic liquids containing calixarenes // Analytical Chemistry. 2004. Vol. 76, no. 17. P. 5039–5044. https://doi.org/10.1021/ac049549x.

3. Mammadov P. R., Afandiyeva N. T., Chiragov F. M. Simple and rapid spectrophotometric determination method for trace level of silver using 2,2,-di(2,3,4- trihidroksifenilazo)bifenil // New Materials, Compounds and Applications. 2018. Vol. 2, no. 2. P. 123–131.

4. Эфендиева Н. Т., Магеррамов А. М., Чырагов Ф. М. Концентрирование ионов серебра синтетическим сорбентом из водных растворов // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2019. Т. 13. N 1. С. 45–49. https://doi.org/10.31161/1995-0675-2019-13-1-45-49.

5. Akgül M., Karabakan A., Acar O., Yürüm Y. Removal of silver (I) from aqueous solutions with clinoptilolite // Microporous and Mesoporous Materials. 2006. Vol. 94, no. 1-3. P. 99–104. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2006.02.023.

6. Afandiyeva N. T. Preconcentration of silver (I) on the modified sorbent from aqueous solutions // New Materials, Compounds and Applications. 2020. Vol. 4, no. 1. P. 54–60.

7. Virolainen S., Tyster M., Haapalainen M., Sainio T. Ion exchange recovery of silver from concentrated base metal-chloride solutions // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 152. P. 100–106. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2014.12.011.

8. Xie F., Lu D., Yang H., Dreisinger D. B. Solvent extraction of silver and gold from alkaline cyanide solution with LIX 7950 // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2014. Vol. 35, no. 4. P. 229–238. https://doi.org/10.1080/08827508.2013.825615.

9. Abd El-Ghaffar M. A., Mohamed M. H., Alwakeel K. Z. Adsorption of silver (I) on synthetic chelating polymer derived from 3-amino-1,2,4- triazole-5-thiol and glutaraldehyde // Chemical Engineering Journal. 2009. Vol. 151, no. 1-3. P. 30–38. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.01.039.

10. Syafiuddin A., Fulazzaky M. A., Salmiati S., Kueh A. B. H., Fulazzaky M., Salim M. R. Silver nanoparticles adsorption by the synthetic and natural adsorbent materials: an exclusive review // Nanotechnology for Environmental Engineering. 2020. Vol. 5, no. 1. Article number 1. https://doi.org/10.1007/s41204-019-0065-3.

11. Kholmogorova A. S., Chernysh M. L., Neudachina L. K., Puzyrev I. S. Method of adsorptionatomic-absorption determination of silver (I) using a modified polysiloxane // Reactive and Functional Polymers. 2020. Vol. 152. Article number 104596. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2020.104596.

12. Li X.-G., Ma X.-L., Sun J., Huang M.-R. Powerful reactive sorption of silver(I) and mercury(II) onto poly(o-phenylenediamine) microparticles // Langmuir. 2009. Vol. 25, no. 3. P. 1675–1684. https://doi.org/10.1021/la802410p.

13. Anderson B. J., Jenne E. A., Chao T. T. Sorption of silver by poorly crystallized manganese oxides // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1973. Vol. 37, no. 3. P. 611–622. https://doi.org/10.1016/0016-7037(73)90222-6.

14. Jintakosola T., Nitayaphat W. Adsorption of silver (I) from aqueous solution using chitosan/montmorillonite composite beads // Materials Research. 2016. Vol. 19, no. 5. P. 1114–1121. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2015-0738.

15. Atia A. A., Donia A. M., Yousif A. M. Comparative study of the recovery of silver(I) from aqueous solutions with different chelating resins derived from glycidyl methacrylate // Journal of Applied Polymer Science. 2005. Vol. 97, no. 3. P. 806–812. https://doi.org/10.1002/app.21751.

16. Yirikoglu H., Gülfen M. Separation and recovery of silver(I) ions from base metal ions by melamine‐formaldehyde‐thiourea (MFT) chelating resin // Separation Science and Technology. 2008. Vol. 43, no. 2. P. 376–388. https://doi.org/10.1080/01496390701787305.

17. Iglesias M., Anticó E., Salvado V. The characterisation of silver sorption by chelating resins containing thiol and amine groups // Solvent Extraction and Ion Exchange. 2001. Vol. 19, no. 2. P. 315– 327. https://doi.org/10.1081/SEI-100102698.

18. Afandiyeva N. T., Maharramov A. M., Chiragov F. M. Silver(I) preconcentration using m-aminophenol containing sorbent from aqueous solutions // Azerbaijan Chemical Journal. 2021. Issue 1. P. 37–42. https://doi.org/10.32737/0005-2531-2021-1-37-42.

19. Huang X., Cao X., Wang W., Cao Z.-F. Investigation of removal of Ag(I) from aqueous solution by a novel chelating resin containing acyl and thiourea groups // Journal of Dispersion Science and Technology. 2019. Vol. 40, no. 4. P. 477–486. https://doi.org/10.1080/01932691.2018.1470011.

20. Stuart B. H. Infrared spectroscopy: Fundamentals and application. Chichester, UK: John Wiley and Sons, 2004. 244 p.