ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXV 2024

Марія СИДОРКО1, Соломія ПАЛКА1, Михайло ЯЦИШИН1, Наталія ДУМАНЧУК2, Олександр ТИМОШУК1, Анатолій ЗЕЛІНСЬКИЙ1, Олександр РЕШЕТНЯК1

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

2Львівський медичний інститут,nвул. В. Поліщука, 76, 79018 Львів, Україна
e-mail: nataliya.dymanchyk@ukr.net

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2024.75.100

ДОСЛІДЖЕННЯ АДСОРБЦІЇ CrО42- ТА Cr2О72- ПОЛІАНІЛІНОМ ІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ

Досліджено оптичні властивості водних розчинів хромат CrО42- і дихромат Cr2О72- йонів. Оптичні спектри використано для дослідження адсорбції хромат CrО42- та дихромат Cr2О72- йонів зразком поліаніліну (ПАн) з водних розчинів різних концентрацій. Підтверджено, що видалення та адсорбція CrО42- і Cr2О72- зразком ПАн залежить від концентрації оксіаніонів у вихідних розчинах. У процесі адсорбційних досліджень з’ясовано, що оксіаніони CrО42- та Cr2О72- не терплять перетворень під впливом адсорбента та зміни концентрації в процесі адсорбції.
Дослідження зразків ПАн за допомогою СЕМ-ЕДХ спектрів до та після адсорбції виявили, що морфології зразків різняться. Аналіз ЕДХ-спектрів елементного складу зразків після адсорбції CrО42- та Cr2О72- підтвердив, що вони містять, крім притаманних ПАн елементів, також і хром. Розподіл хімічних елементів на поверхні зразків після адсорбції практично рівномірний, а інтенсивність сигналу на ЕДХ-спектрах, який відповідає хрому, залежить від початкових концентрацій розчинів оксіаніонів CrО42- та Cr2О72-.
Значення величин адсорбції CrО42- зразком ПАн майже вдвічі менше за величину адсорбції Cr2О72-. Порівнянням вмістів атомів елементів, зокрема сульфуру (S) та оксигену (O), до та після адсорбції з’ясовано, що S замінюється на Cr, а вміст О незначно зростає зі збільшенням початкової концентрації Cr(VI) у розчинах.

Ключові слова: хромат-аніон, дихромат-аніон, поліанілін, адсорбція.

Література:

    1. Xia S., Song Z., Jeyakumar P. et al. A critical review on bioremediation technologies for Cr(VI)-contaminated soils and wastewater. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019. Vol. 49(12). P. 1027-1078. (https://doi.org/10.1080/10643389.2018.1564526).
    2. Gorny J., Billon G., Noiriel C. et al. Chromium behavior in aquatic environments: A review. Environ. Rev. 2016. Vol. 24(4). P. 503-516. (https://doi.org/10.1139/er-2016-0012).
    3. Fenti A., Chianese S., Iovino P. et al. Cr(VI) Sorption from Aqueous Solution: A Review. Appl. Sci. 2020. Vol. 10(18). P. 6477–6498. (https://doi.org/10.3390/app10186477).
    4. Li Y., Gao B., Wu T. et al. Hexavalent chromium removal from aqueous solution by adsorption on aluminum magnesium mixed hydroxide. Water. Res. 2009. Vol. 43(12). P. 3067-3075. (https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.04.008).
    5. Zhitkovich A. Chromium in drinking water: Sources, metabolism, and cancer risks. Chem. Res. Toxicol. 2011. Vol. 24. P. 1617-1625. (https://doi.org/10.1021/tx200251t).
    6. Liu B., Xin Y.-N., Zou J. et al. Removal of Chromium Species by Adsorption: Fundamental Principles, Newly Developed Adsorbents and Future Perspectives. Molecules. 2023. Vol. 28. P. 639-668. (https://doi.org/10.3390/molecules28020639 ).
    7. Zhao W., Huang X., Gong J. et al. Influence of aquifer heterogeneity on Cr(VI) diffusion and removal from groundwater. Environ Sci. Pollut. Res. 2022. Vol. 29. P. 3918–3929. (https://doi.org/10.1007/s11356-021-15803-4).
    8. Wang J., Zhang K.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).
    9. Wu H., Wang Q., Fei G.T. et al. Preparation of Hollow Polyaniline Micro/Nanospheres and Their Removal Capacity of Cr(VI) from Wastewater. Nanoscale. Res. Lett. 2018. Vol. 13(10). P. 401‒419. (https://doi.org/10.1186/s11671-018-2815-8).
    10. Zhao Z, Yang Y, Xu L. et al. Amino Acid-Doped Polyaniline Nanotubes as Efficient Adsorbent for Wastewater Treatment. J. Chem. 2022. Vol. 5(23). P. 1-12. (https://doi.org/10.1155/2022/2041512).
    11. Qiu B., Xu C., Su D. et al. Polyaniline Coating with Various Substrates for Hexavalent Chromium Removal. Appl. Surf. Sci. 2015. Vol. 334. P. 7–14. (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.07.039).
    12. Jain P., Varshney S., Srivastava S. Site-specific functionalization for chemical speciation of Cr(III) and Cr(VI) using polyaniline impregnated nanocellulose composite: equilibrium, kinetic, and thermodynamic modeling. Appl. Water Sci. 2017. Vol. 7(4). P. 1827–1839. (https://doi.org/10.1007/s13201-015-0356-1).
    13. Ding J., Pu L., Wang Y. et al. Adsorption and Reduction of Cr(VI) together with Cr(III) Sequestration by Polyaniline Confined in Pores of Polystyrene Beads. Environ. Sci. Technol. 2018. P. 1–29. (https://doi.org/10.1021/acs.est.8b02566).
    14. Li Z., Hong H. Retardation of chromate through packed columns of surfactant-modified zeolite. J. Hazard. Mater. 2009. Vol. 162(2–3). P. 1487-1493. (https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.06.061).
    15. Zeng Y., Woo H., Lee G., Park J. Removal of chromate from water using surfactant modified Pohang clinoptilolite and Haruna chabazite. Desalination. 2010. Vol. 257(1–3). P. 102–109. (https://doi.org/10.1021/es00052a01710.1016/j.desal.2010.02.039).
    16. Konradt N., Dillmann S., Becker J., et al. Removal of Chromium Species from Low-Contaminated Raw Water by Different Drinking Water Treatment Processes. Water. 2023. Vol. 15. P. 516. (https://doi.org/10.3390/w15030516).
    17. Chen J., Hong X., Xie Q. 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).
    18. Mthombeni N.H., Mbakop S., Rays S.C. et al. Highly efficient removal of chromium (VI) through adsorption and reduction: a column dynamic study using magnetized natural zeolite-polypyrrole composite. J. Environ. Chem. Eng. 2018. Vol. 6(4). P. 4008-4017. (https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.05.038).
    19. Minisy I.M., Taboubi O., Hromádková J. One-Step Accelerated Synthesis of Conducting Polymer/Silver Composites and Their Catalytic Reduction of Cr(VI) Ions and p-Nitrophenol. Polymers. 2023. Vol. 15(10). P. 2366. (https://doi.org/10.3390/polym15102366).
    20. Sydorko M.S., Yatsyshyn M.M., Marchuk I.E. et al. Zeolite/polyaniline composite: synthesis and adsorptive properties regarding Cr(VI) from aqueous solutions. Polymer J. 2023. Vol. 45(1). P. 69–78. (https://doi.org/10.15407/polymerj.15.01.069).
    21. Kohila N., Subramaniam P. Removal of Cr(VI) using polyaniline based Sn(IV), Ce(IV) and Bi(III) iodomolybdate hybrid ion exchangers: Mechanistic and comparative study. J. Environ. Chem. Eng. 2020. Vol. 8(5). P. 104376. (https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104376).
    22. Dewa L., Tichapondwa S.M., Mhike W. Adsorption of hexavalent chromium from wastewater using polyaniline-coated microcrystalline cellulose nanocomposites. RSC Adv. 2024. Vol. 14. P. 6603–6616. (https://doi.org/10.1039/d3ra08027g).
    23. Adegoke H.I., AmooAdekola F., Fatoki O.S., Ximba B.J. Adsorption of Cr(VI) on synthetic hematite (α-Fe2O3) nanoparticles of different morphologies. Korean J. Chem. Eng. 2014. Vol. 31(1). P. 142–154. (https://doi.org/10.1007/s11814-013-0204-7).
    24. Sydorko M., Yatsyshyn M., Zelinskyi A. et al. Cr(VI) adsorbent based on zeolite and polyaniline. Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. 2023. Vol. 73. P. 114-135. (https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2023.73.114).
    25. Sydorko M., Nesterivska S., Yatsyshyn M., Zelinskyi A. et al. Removal of Cr(VI) by polyaniline and glauconite/polyaniline-sulfatic acid composite. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2023. Vol. 64. P. 290-304. (https://doi.org/10.30970/vch.6401.290).

How to Cite

СИДОРКО М., ПАЛКА С., ЯЦИШИН М., ДУМАНЧУК Н., ТИМОШУК О., ЗЕЛІНСЬКИЙ А., РЕШЕТНЯК О. ДОСЛІДЖЕННЯ АДСОРБЦІЇ CrО42- ТА Cr2О72- ПОЛІАНІЛІНОМ ІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2024. Т. LXXV. С. 100-116.

Завантажити файл