РАЗДЕЛ 2
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Поверхностно-активные вещества и красители.
В ходе выполнения работы адсорбатами служили:
Анионактивное ПАВ – сульфонол (Nа-додецилбензолсульфонат C12H25C6H4SO3Nа) ТУ
6-09-119-73, c содержанием основного вещества 97%;
Неионогенное ПАВ – i-OcPh(OE)10 (изо-октилфениловый эфир полиэтиленгликоля
C8H17C6H4O(C2H4O)10H), выделенный перекристаллизацией из технического препарата
ОП-10 с содержанием основного вещества 99%;
Анионный краситель - прямой алый (ПА), ТУ 6-09-4219-78, ч.д.а., со структурной
формулой:
Катионный краситель - кристаллический фиолетовый (КФ), ТУ 6-09-4119-75, ч.д.а.,
со структурной формулой:
Основные коллоидно-химические свойства используемых в работе адсорбатов
приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Молекулярные массы (М), критические концентрации мицелообразования (ККМ,
ммоль/дм3) и факторы ассоциации (f) адсорбатов в разбавленных водных растворах
Адсорбат
ККМ
Сульфонол
348,0
1,20
24,0
ПА
813,0
0,85
15,0 – 30,0
КФ
407,5
---
2,6
i-OcPh(OE)10
646,0
0,32
---
2.1.2. Выделение гуминовых веществ из природных объектов.
Гуминовые и фульвокислоты были выделены из днепровской воды совместно с
институтом Гидробиологии НАН Украины. Для её предварительной очистки от
высокомолекулярных ассоциатов гуминовых веществ и минеральных примесей воду
пропускали через зернистый антрацитовый фильтр. Затем для очистки, выделения и
разделения гуминовых и фульвокислот использовали методику [144]. Её суть
основана на сорбции ГВ разделительной колонкой с ионообменной целлюлозой –
диэтиламиноэтилцеллюлозой (ДЭАЭ). Для перевода ДЭАЭ в ОН - форму её заливали
0,1 М раствором NаОН на сутки, а затем промывали дистиллированной водой до
нейтральной реакции. Через разделительную колонку пропускали очищенную на
антрацитовом фильтре от дисперсных примесей воду до насыщения целлюлозы ГВ.
Десорбцию проводили 0,1 М раствором NаОН. Десорбированные ГВ пропускали через
катионит КУ-2-8 в Н - форме для обессоливания. Из обессоленных растворов ГК и
ФК последовательно выделяли в твёрдом виде методом лиофильной сушки. Растворы
ФК готовили растворением точной навески сухого препарата ГК в воде,
нерастворимый остаток ГК отфильтровывали, высушивали (25 – 30 °С) и взвешивали.
Количество растворившихся ФК определяли по разности.
Для препаративного получения фульвокислот (ФК) из торфа использовали принцип
метода Форсита [60, 145].
После осаждения из торфяной вытяжки основного количества ГК все ФК
центрифугировали и очищали фильтрованием через тонкопористые фильтры. После
этого растворы сгущали в кристаллизаторах, а потом фильтровали через активный
уголь БАУ. По окончании сорбции уголь промывали 0,1 М раствором НСl, для
удаления простых органических соединений, а затем промывали дистилированной
водой.
ФК с угля десорбировали 0,1 М раствором NаОН до полного обесцвечивания
промывных вод. Полученные растворы фульватов натрия нейтрализовали НСl до рН
5,5 – 6,0, сгущали в вакууме до небольшого объёма, пропускали через катионит
КУ-2-8 в Н - форме, после чего высушивали в чашках Петри при температуре 40°С.
Молекулярно-массовое распределение полученных образцов изучали методом
гель-хроматографии с использованием декстранового адсорбента Molselect G-25
(фирма Rean, Венгрия). Стандартными веществами для градуировки адсорбционной
колонки служили полиэтиленгликоли с различной молекулярной массой (ММ). Было
показано, что основное количество выделенных ГК характеризуется ММ 4500 – 3000
Да, а фульвокислот – 800 – 600 Да.
Зольность препарата ФК составила 1,5 – 2,0%, а ГК – 1,0 – 1,5%.
2.1.3. Природные и модифицированные углеродные сорбенты.
В ходе работы были использованы перечисленные ниже углеродные сорбенты.
Природный пористый уголь – это молодой уголь, предшественник бурого угля,
месторождения которого находятся в Донбассе (Украина).
Природный графит отобран на Завальевском месторождении Кировоградской области
(Украина).
Образец терморасширенного графита (ТРГ) получен по технологии [30] авторами
патента путем обработки химически обогащенного природного графита марки ГАК-2
[146] смесью концентрированной серной кислоты и 30%-ного пероксида водорода в
течение 30 мин. После гидролиза соединения внедрения в графит (бисульфата
графита) образуется окисленный графит, который терморасщепляется в газовой печи
при 9000С. Затем в прожарочном аппарате в течение 30 с. при 7000С в среде азота
ТРГ очищается от остатков сернистых соединений.
2.1.4. Методика получения каолинита, модифицированного нанокластерами
гидроксокатионов алюминия.
В качестве объектов исследования использовали каолинит Глуховского
месторождения (Украина) с удельной поверхностью S ? 70 м2/г и сорбенты
полученные путём его модифицирования нанокластерами гидроксокатионов алюминия
[Al13O4(OH)28(H2O)8]3+ в количествах, превышающих ёмкость катионного обмена
минерала (ЕСа2+) в 1,4; 3 и 12 раз. Последний образец получали в отмытом и
неотмытом от избытка олигокатионов варианте.
Используя экспериментальные наблюдения, изложенные в работах [147-151], была
разработана методика модифицирования поверхности каолинита полиоксикатионами
алюминия с учётом всех факторов, способствующих получению максимального знака
заряда привитого поликатиона (концентрация ионов AI3+ в растворе и их
количество по отношению к ёмкости обмена минерала Е, рН среды, соотношение
ОН/AI3+, анионный состав среды, время старения системы, температура сушки
образца).
Модифицированные образцы получали двумя способами:
1. Сухую навеску минерала обрабатывали 1М раствором соли алюминия (AlCl3, ГОСТ
4452-66) в количеств
- Київ+380960830922