ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXVIII 2025

Марія СИДОРКО1, Юлія СТЕЦІВ1, Михайло ЯЦИШИН1, Анатолій ЗЕЛІНСЬКИЙ1, Наталія ДУМАНЧУК2, Андрій БРИГАС1, Олександр РЕШЕТНЯК1

1 Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна
е-mail: mariia.sydorko@lnu.edu.ua

22Львівський медичний університет, вул. В. Поліщука, 76, 79018 Львів, Україна
e-mail: nataliya.dymanchyk@ukr.net

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2025.78.103

АДСОРБЦІЙНЕ ВИДАЛЕННЯ Cr2О72- КОМПОЗИТАМИ ГЛАУКОНІТ/ПОЛІАНІЛІН ІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ

Досліджено адсорбційне видалення Cr(VI) із модельних водних розчинів зразками композитів глауконіт/поліанілін (Гл/ПАн) за різного масового співвідношення Гл:ПАн. Отримані результати порівняно з результатами адсорбційного видалення Cr(VI) зразком ПАн. Композити Гл/ПАн отримували одностадійним синтезом in situ шляхом окиснення аніліну (Ан) амонійпероксодисульфатом (АПС) у водних розчинах H2SO4 за наявності глауконіту.
Дослідження адсорбційного видалення Cr(VI) із модельних водних розчинів зразками композитів Гл/ПАн за різного співвідношення Гл:ПАн продемонстрували, що зі збільшенням вмісту Гл в композитах і концентрацій Cr(VI) зменшується відсоток видалення. Збільшення початкових концентрацій Cr(VI) у вихідних розчинах призво-дить до дезагрегування композитів Гл/ПАн в процесі адсорбції. ЕДХС аналіз елементного складу зразків після адсорбції підтвердив, що вони містять хром. Аналіз карт розподілу елементів у зразках виявив, що вони практично рівномірно розподілені по їхній поверхні. У цьому випадку дисперсні частинки глауконіту покриті поліаніліном у процесі синтезу композитів. Збільшення вмісту глауконіту у складі композитів призводить до зменшення вмісту поліаніліну основного адсорбента Cr(VI).
За результатами УФ-В спектральних досліджень, а саме зміни інтенсивності абсорбції в часі, визначено уявні константи сорбції Cr(VI) зразками адсорбентів.

Ключові слова: глауконіт, поліанілін, глауконіт/поліанілін, хром, видалення.

Література:

    1. Kiliaris P., Papaspyrides C.D. Polymer/layered silicate (clay) nanocomposites: An overview of flame retardancy. Prog. Polym. Sci. 2010. Vol. 35(7). P. 902–958. (https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2010.03.001).
    2. Ayalew A.A. A critical review on clay-based nanocomposite particles for application of wastewater treatment. Water Sci. Technol. 2022. Vol. 85(10). P. 30023022. (https://doi.org/10.2166/wst.2022.150).
    3. Beygisangchin M., Baghdadi A.H., Kamarudin S.K. et al. Recent progress in polyaniline and its composites; Synthesis, properties, and applications. Eur. Polym. J. 2024. Vol. 210. P. 112948. (https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2024.112948).
    4. Ćirić-Marjanović G. Recent advances in polyaniline research: Polymerization mechanisms, structural aspects, properties and applications. Synth. Met. 2013. Vol. 177. P. 1–47. (https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.06.004).
    5. Yan Y., Jiang Y., Ng E.L.L. et al. Progress and opportunities in additive manufacturing of electrically conductive polymer composites. Mater. Today Adv. 2023. Vol. 17. P. 100333. (https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2022.100333).
    6. Sharma N., Singh A., Kumar N. et al. A review on polyaniline and its composites: from synthesis to properties and progressive applications. J. Mater. Sci. 2024. Vol. 59. P. 6206–6244. (https://doi.org/10.1007/s10853-024-09562-z).
    7. Jadoun S., Fuentes J.P., Urbano B.F., Yáñez J. A review on adsorption of heavy metals from wastewater using conducting polymer-based materials. J. Environ. Chem. Eng. 2023. Vol. 11(1). P. 109226. (https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.109226).
    8. Samadi A., Xie M., Li J. et al. Polyaniline-based adsorbents for aqueous pollutants removal: A review. Chem. Eng. J. 2021. Vol. 418. P. 129425. (https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129425).
    9. Murray H.H. Chapter 2. Structure and Composition of the Clay Minerals and their Physical and Chemical Properties. Dev. Clay Sci. 2006. Vol. 2. P. 7–31. (https://doi.org/10.1016/S1572-4352(06)02002-2).
    10. Ryabchenko K., Yanovska E., Melnyk M. et al. Adsorption properties of bentonite with in situ immobilized polyaniline towards anionic forms of Cr(VI), Mo(VI), W(VI), V(V). Mater. Sci. 2016. Vol. 22(2) P. 249–255. (https://eprints.zu.edu.ua/id/eprint/22756).
    11. Ryabchenko K., Yanovska E., Tertykh V. et al. Adsorption Properties of Vermiculite with In Situ Immobilized Polyaniline with Respect to Cr(VI), Mo(VI), W(VI), V(V) and P(V) Anions. Adsorpt. Sci. Technol. 2014. Vol. 32(1). P. 89–99. (https://doi.org/10.1260/0263-6174.32.1.89).
    12. Tianzhu Z., Cuiping L. Huiling J. et al. Effective Adsorption/Reduction of Cr(VI) Oxyanion by Halloysite@Polyaniline Hybrid Nanotubes. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9(7). P. 6030–6043. (https://doi.org/10.1021/acsami.6b14079).
    13. Sydorko M., Nesterivs’ka S., Yatsyshyn М. et al. Properties of natural mineral/polyanilyline composites doped by sulfuric acid. Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 2018. Iss. 61(2). P. 321–334. (https://doi.org/10.30970/vch.6102.321).
    14. Chen J., Hong X., Zhao Y. et al. Preparation of flake-like polyaniline/montmorillonite nanocomposites and their application for removal of Cr(VI) ions in aqueous solution. J. Mater. Sci. 2013. Vol. 48(21). P. 7708–7717. (https://doi.org/10.1007/s10853-013-7591-3).
    15. Wang J.H., Han X.J., Ji Y.F., Ma H.R. Adsorption of Cr(VI) from aqueous solution onto short-chain polyaniline/palygorskite composites. Desalin. Water Treat. 2015. Vol. 56(2). P. 356–365. (https://doi.org/10.1080/19443994.2014.935805).
    16. Chen J., Hong X.Q., Xie Q.D. et al. Highly efficient removal of chromium(VI) from aqueous solution using polyaniline/sepiolite nanofibers. Water. Sci. Technol. 2014. Vol. 70(7). P. 1236–1243. (https://doi.org/10.2166/wst.2014.361).
    17. Jiang Y., Liu Z., Zeng G. et al. Polyaniline-based adsorbents for removal of hexavalent chromium from aqueous solution: a mini review. Environ. Sci. Pollut. R. 2018. Vol. 25(7). P. 6158–6174. (https://doi.org/10.1007/s11356-017-1188-3).
    18. Eskandari E., Kosari M., Farahani D.A. et al. A Review on Polyaniline-Based Materials Applications in Heavy Metals Removal and Catalytic Processes. Sep. Purif. Technol. 2020. Vol. 231. P. 115901. (https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.115901).
    19. Huggett J.M. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences / Minerals: Glauconites and Green Clays. Elsevier. 2013. (https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.02893-1).
    20. Hassan M.S., Baioumy H.M. Structural and chemical alteration of glauconite under progressive acid treatment. Clay. Clay Miner. 2006. Vol. 54(4). P. 491–499. (https://doi.org/10.1346/ccmn.2006.0540410).
    21. Nieto F., Abad I., Bauluz B., Reolid M. Textural and genetic relationships between glauconite and celadonite at the nanoscale: two different structural-compositional fields. Minerals. 2021. Vol. 33. P. 503–517. (https://doi.org/10.5194/ejm-33-503-2021).
    22. Yatsyshyn M., Saldan I., Milanese C. et al. Properties of Glauconite/Polyaniline Composite Prepared in Aqueous Solution of Citric Acid. J. Polym. Environ. 2016. Vol. 24. P. 196–205. (https://doi.org/10.1007/s10924-016-0763-x).
    23. Yatsyshyn M., Makogon V., Reshetnyak O. et al. Properties of the hybrid glauconite/polyaniline composites synthesized in the aqueous citrate acid solutions. Chem. Chem. Technol. 2016. No. 4. P. 429-435. (in Ukrainian).
    24. Yatsyshyn M.M., Makogon V.M., Reshetnyak O.V., Błażejowski J. Chapter 14. Structure and Thermal Stability of Silica–Glauconite. Polyaniline Composite in Computational and Experi-mental Analysis of Functional Materials. Oleksandr V. Reshetnyak, Gennady E. Zaikov (Eds.) [Series: AAP Research Notes on Polymer Engineering Science and Technology]. - Toronto, New Jersey: Apple Academic Press, CRC Press (Taylor & Francis Group), 2017. P. 497-520.
    25. Makogon V., Nesterivs’ka S., German N., Yatsyshyn М. Synthesis of composites glauconite/polyaniline doped phosphatic acid and their properties. Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 2019. Iss. 60(2). P. 363–373. (in Ukrainian). (https://doi.org/10.30970/vch.6002.363).
    26. Nesterivska S., Makogon V., Yatsyshyn M. et al. Properties of the composites made of glauconite and polyaniline in aqueous solutions of phosphoric acid. Chem. Chem. Technol. 2020. Vol. 14(4). P. 487–495. (https://doi.org/10.23939/chcht14.04.487).
    27. Sydorko M., Nesterivs’ka S., Yatsyshyn М. et al. Removal of Cr(VI) by polyaniline and glauconite/polyanilinesulfatic acid composite. Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 2023. Iss. 64. P. 290-304. (https://doi.org/10.30970/vch.6401.290).
    28. El Guerraf A., Zian I., Jadi S.B. et al. Smart conducting polymer innovations for sustainable and safe food packaging technologies. Compr. Rev. Food. Sci. Food Saf. 2024. Vol. 23(6). P. e70045. (https://doi.org/10.1111/1541-4337.70045).
    29. Babel V., Hiran B.L. A review on polyaniline composites: Synthesis, characterization, and applications. Polym. Composite. 2021. Vol. 42(7). P. 3142–3157. (https://doi.org/10.1002/pc.26048).
    30. Ashour E.A., Tony M.A. Eco-friendly removal of hexavalent chromium from aqueous solution using natural clay mineral: activation and modification effects. SN Appl. Sci. 2020. Vol. 2(12). P. 2042. (https://doi.org/10.1007/s42452-020-03873-x).
    31. Sydorko M., Yatsyshyn M., Zelinskiy A. et al. Cr(VI) adsorbent based on zeolite and polyaniline. Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2023. Vol. 73. P. 114–135. (https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2023.73.114).
    32. Sydorko M., Yatsyshyn M., Zelinskiy A. et al. Comparison of adsorption properties in relation to Cr(VI) polyaniline and zeolithe/polyaniline composite.Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 2024. Iss. 65. P. 244–263. (https://doi.org/10.30970/vch.6501.244).
    33. Sydorko M., Stetsiv Yu., Yatsyshyn M. et al. Adsorption removal of Cr(VI) oxyanions by kaoline/polyaniline composite from aqueous solutions. Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 2025. Iss. 66. P. 258-278. (https://doi.org/10.30970/vch.6601.268).
    34. Zlati M.L., Georgescu L.P., Iticescu C. et al. New approach to modelling the impact of heavy metals onthe European Union’s water resources. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022. Vol. 20. P. 45. (https://doi.org/10.3390/ijerph20010045).
    35. Sydorko M., Palka S., Yatsyshyn M. et al. Study of adsorption of CrО42- and Cr2О72- by polyaniline from aqueous solutions. Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2024. Vol. 75. P. 100–116. (https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2024.75.100).
    36. Farooqi Z. H., Akram M. W., Begum R. at al. Inorganic nanoparticles for reduction of hexavalent chromium. J. Hazard. Mater. 2020. Vol. 402. P. 123535. (https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123535).
    37. Lin J., Tang Q., Wu J., Sun H. Synthesis, characterization and properties of polyaniline/expanded vermiculite intercalated nanocomposite. Sci. Technol. Adv. Mater. 2008. Vol. 9. P. 025010 (6pp). (https://doi.org/10.1088/1468-6996/9/2/025010).
    38. Chen Z., Wei B. Yang S. et al. Synthesis of PANI/AlOOH composite for Cr(VI) adsorption and reduction from aqueous solutions. Chem. Select. 2019. Vol. 4(8). P. 2352–2362. (https://doi.org/10.1002/slct.201803898).
    39. Wang J., Zhang K., Zhao L. Sono-assisted synthesis of nanostructured polyaniline for adsorption of aqueous Cr(VI): Effect of protonic acids. Chem. Eng. J. 2014. Vol. 239. P. 123–131. (https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.11.006).
    40. Assem H.D., Donkor M.E.K., Tamakloe R. Y., Nkum R.K. A Review of UV-Vis on Polymers; Polyaniline (PANI) and Its Nanocomposites. Eur. J. Appl. Sci. 2024. Vol. 12(2). P. 322-346. (https://doi.org/10.14738/aivp.122.16797).
    41. Boudjelida S., Li X., Djellali S. et al. Synthesis and Characterization of Polyaniline Emeraldine Salt (PANI-ES) Colloids Using Potato Starch as a Stabilizer to Enhance the Physicochemical Properties and Processability. Materials. 2024. Vol. 17. P. 2941. (https://doi.org/10.3390/17122941).
    42. Zhou T., Li C., Jin H. et al. Effective Adsorption/Reduction of Cr(VI) Oxyanion by Halloysite@Polyaniline Hybrid Nanotubes. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9(7) P. 6030–6043. (https://doi.org/10.1021/acsami.6b14079).

Як цитувати:

СИДОРКО М., СТЕЦІВ Ю., ЯЦИШИН М., ЗЕЛІНСЬКИЙ А., ДУМАНЧУК Н., БРИГАС А., РЕШЕТНЯК O. АДСОРБЦІЙНЕ ВИДАЛЕННЯ Cr2О72- КОМПОЗИТАМИ ГЛАУКОНІТ/ПОЛІАНІЛІН ІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2025. Т. 78. С. 103-127.

Завантажити файл