Сорбция гуминовых веществ на слабоосновном анионите: взаимосвязь со структурой адсорбата
Сорбция гуминовых веществ на слабоосновном анионите: взаимосвязь со структурой адсорбата. Панкратов Д.А., Анучина М.М., Борисова Е.М., Воликов А.Б., Константинов А.И., Перминова И.В. //Журнал физической химии. 2017. Т.91. №6. С.1042-1048.
Изучены процессы адсорбции на макропористой слабоосновной анионообменной смоле широкой выборки гуминовых веществ (ГВ) различного происхождения и фракционного состава. Установлено, что природа гуминовых веществ существенно влияет как на эффективность сорбции, так и на механизм взаимодействия с адсорбентом. Показана зависимость полученных термодинамических параметров сорбционных процессов для широкой выборки гуминовых веществ от их происхождения, состава и строения. Сделан вывод, что полученные результаты могут быть полезны для прогнозирования сорбционных свойств слабоосновных анионообменных смол по отношению к гуминовым веществам известного происхождения и структурно-группового состава.
Гуминовые вещества (ГВ) представляют собой природные сверхразветвленные полиэлектролиты, ароматический каркас которых замещен как кислородсодержащими функциональными группами, среди которых доминируют карбоксильные (–СООН) и гидроксильные (–ОН), так и азотсодержащими. Помимо гидрофобного ароматического каркаса в составе гуминовых веществ присутствуют гидрофильные полисахаридные и пептидные фрагменты. Как следствие, гуминовые вещества способны вступать в ионные, донорно-акцепторные и гидрофобные взаимодействия, что определяет их высокую активность в сорбционных процессах. Указанные свойства определяют ведущую роль гуминовых веществ в модификации поверхности глинистых минералов, лежащей в основе формирования структуры почв: гуминовые пленки образуют гидрофобные участки на поверхности гидрофильных глинистых минералов. В предыдущих работах мы показали, что морфология адсорбционных слоев силанизированных гуминовых веществ на поверхности вода–стекло в существенной степени определяется молекулярной структурой адсорбата, а именно, наличием или отсутствием объемных полисахаридных фрагментов в его составе. Наличие такой взаимосвязи позволяет прогнозировать свойства пленок силанизированных гуминовых веществ. В то же время важной задачей является установление взаимосвязи структура – сорбционные свойства для нативных препаратов гуминовых веществ без предварительной модификации органосиланами. Это позволит существенно углубить понимание движущих сил, определяющих адсорбцию гуминовых веществ на различных твердых субстратах.
Цель данной работы – исследование сорбционных свойств гуминовых веществ различного происхождения на слабоосновном анионите и установление их взаимосвязи со структурой адсорбата. Слабоосновный анионит был выбран как модельный субстрат, позволяющий исследовать сорбцию гуминовых веществ без предварительной модификации.
По итогам работы, при изучении адсорбции гуминовых веществ различного происхождения и фракционного состава на макропористой слабоосновной анионообменной смоле АНС показано, что наибольшие величины сорбции наблюдаются для гумата калия, производимого из бурых углей. Проведен анализ полученных термодинамических параметров сорбционных процессов для широкой выборки гуминовых веществ, из которого следует их зависимость от происхождения, состава и строения гуминовых веществ. Предложены уравнения связи величины адсорбции гуминовых веществ на анионите и относительного содержания ароматического углерода к алифатическому.
 |
 |
