Аномальна сорбція йонів неодіму і празеодімію інтергеловою системою гідрогель поліакрилової кислоти - полі-4-вінілпіридин

Talkybek Jumadilov1, Ruslan Kondaurov1, Aldan Imangazy1, Khuangul Khimersen2, Zamira Malimbayeva3
Affiliation: 
1 JSC “Institute of Chemical Sciences after A.B. Bekturov” 106, Sh. Valikhanov St., 050010 Almaty, the Republic of Kazakhstan 2Abai Kazakh National Pedagogical University 13, Dostyk ave., 050010 Almaty, the Republic of Kazakhstan 3 Kazakh National Women’s Teacher Training University 99, Aiteke Bi St., 050000 Almaty, the Republic of Kazakhstan r-kondaurov@mail.ru
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht16.01.007
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf309.97 KB
Abstract: 
Вивчені сорбційні властивості (ступінь сорбції, ступінь зв'язування полімерних ланцюгів) інтергельної системи гідрогель поліакрилової кислоти (hPAA) - гідрогель полі-4-вінілпіридину (hP4VP) щодо йонів неодиму та празеодіму. Встановлено, що віддалена взаємодія полімерів у міжгелевих парах забезпечує суттєві зміни електрохімічних та об'ємних гравіметричних властивостей. Визначено суттєве збільшення ступеня набухання hPAA при співвідношенні 17%hPAA-83%hP4VP; а hP4VP – при співвідношенні 83%hPAA-17%hP4VP. Показано, що самі гідрогелі PAA та P4VP не мають достатньо високих сорбційних властивостей – ступінь сорбції йонів неодиму та празеодіму не перевищує 65 %, ступінь зв'язування полімерних ланцюгів не перевищує 55 %. Висока йонізація hPAA та hP4VP завдяки ефекту віддаленої взаємодії забезпечує значне покращення (до 30 %) сорбційних властивостей. Максимальна сорбція йонів неодиму та празеодіму спостерігається при співвідношенні 83% hPAA-17%hP4VP та 50%hPAA-50%hP4VP (ступінь сорбції становить 93,5 % та 93,6 % відповідно). Найвищі значення ступеня зв'язування полімерних ланцюгів (щодо йонів неодиму та празеодіму) спостерігаються при співвідношенні 83%hPAA-17%hP4VP та 50%hPAA-50%hP4VP – ступінь зв'язування становить 73,2 % та 75,4 % відповідно. Показано, що віддалена взаємодія надає можливості для створення інноваційних сорбційних технологій для вибіркової сорбції рідкісноземельних елементів.
References: 

[1] Mulder, M. Basic Principles of Membrane Technology; Springer: Netherlands, 1996. https://doi.org/10.1007/978-94-009-1766-8
[2] Khaing Z., Troshkina A.: Sorp. Chromatogr. Proc., 2006, 6, 972.
[3] Ion Exchangers; Dorfner, K., Ed.; Walter de Gruyter: Berlin, 1991. https://doi.org/10.1515/9783110862430
[4] Harland, C.E. Ion Exchange: Theory and Practice, 2nd edn.; The Royal Society of Chemistry, 1994. https://doi.org/10.1039/9781847551184
[5] Alekseeva, S.L.; Bolotin, S.N.; Tsupko, T.G. Sorption of Cr(VI) on AV-17 and EDE-10P Anion Exchangers, KU-2 and KB-4 Cation Exchangers, Activated Charcoal, and Foamed Graphite (STRG) is Studied. J. Appl. Chem. 2007, 80, 376-378. https://doi.org/10.1134/S107042720703007X
[6] Ergozhin, E.; Begenova, B. Polielektrolity i Kompleksiony; Evero: Almaty, 2010.
[7] Ion Exchange: Highlights of Russian Science; Muraviev, D.; Gorshkov, V.; Warshawsky, A., Eds.; Marcel Dekker: New York, 2000.
[8] Zagorodni, A. Ion Exchange Materials: Properties and Applications, 1st ed.; Elsevier Science, 2006.
[9] Dzhafarov, V.D.; Alyev, N.A.; Guseinov, E.T.; Efendiev, A.A. Synthesis of Polymerizable Oligomers via Cationic Polymerization of α-Oxides. Polym. Sci. B, 2008, 50, 83-87. https://doi.org/10.1134/S156009040803010X
[10] Alexandratos, S.D. Ion-Exchange Resins: A Retrospective from Industrial and Engineering Chemistry Research. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 388-398. https://doi.org/10.1021/ie801242v
[11] Membrane Science and Technology; Osada, Y.; Nakagawa, T., Eds.; Marcel Dekker: New York, 1992.
[12] Zeman, L.; Zydney, A. Microfiltration and Ultrafitration, Principles and Applications; Marcel Dekker: New York, 1996.
[13] Van Reis, R.; Zydney, A. Bioprocess Membrane Technology. J. Membrane Sci., 2007, 297, 16-50. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2007.02.045
[14] Alimbekova, B.T.; Korganbayeva, Zh.K.; Himersen, H.J.; Kondaurov, R.G.; Jumadilov, T.K. Features of Polymethacrylic Acid and Poly-2-Methyl-5-Vinylpyridine Hydrogels Remote Interaction in an Aqueous Medium. J. Chem. Chem. Eng. 2014, 3, 265-269.
[15] Jumadilov, T. Mutual Activation and High Selectivity of Polymeric Structures in Intergel Systems. Abstracts of Papers, Third International Caucasian Symposium on Polymers & Advanced Materials, Tbilisi, Georgia, Sept 1-4, 2013; Iv. Javakhishvili Tbilisi State University: Tbilisi, 2013; p 43.
[16] Jumadilov, T. Electrochemical and Conformational Behaviour of Intergel Systems Based on the Rare Crosslinked Polyacid and Polyvynilpyrydines. Book of Abstracts, International Conference of Lithuanian Chemical Society “Chemistry and Chemical Technology”, Lithuania, Kaunas, 2014; Kaunas University of Technology: Kaunas, 2014, pp 226-229.
[17] Jumadilov, T.; Abilov, Zh.; Kondaurov, R.; Himersen, H.; Yeskalieva, G.; Akylbekova, M.; Akimov, A. Influence of Hydrogels Initial State on their Electrochemical and Volume-Gravimetric Properties in Intergel System Polyacrylic Acid Hydrogel and poly-4-Vinylpyridine Hydrogel. Chem. Chem. Technol. 2015, 9, 459-462. https://doi.org/10.23939/chcht09.04.459
[18] Jumadilov T., Akimov A. Eskaliyeva G., Kondaurov R. Features of Polyvalent Metals Sorption by Intergel Systems. Book of Abstracts. VІІI International Scientific-Technical Conference Advance in Petroleum and Gas Industry and Petrochemistry, Lviv, Ukraine, May 16-21, 2016; Lviv Polytechnic Publishing House: Lviv, 2016, p 68.
[19] Jumadilov, T.; Kondaurov, R.; Abilov, Zh.; Grazulevicius, J.V.; Akimov, A.A. Influence of Polyacrylic Acid and poly-4-Vinylpyridine Hydrogels Mutual Activation in Intergel System on their Sorption Properties in Relation to Lanthanum (III) Ions. Pol. Bul. 2017, 74, 4701-4713. https://doi.org/10.1007/s00289-017-1985-3
[20] Suberlyak, O.; Mel’nyk, Y.; Skorokhoda, V. Regularities of Preparation and Properties of Hydrogel Membranes. Mater. Sci. 2015, 50, 889-896. https://doi.org/10.1007/s11003-015-9798-8
[21] Grytsenko, O.; Suberlyak, O.; Moravskyi, V.; Gayduk, A. Investigation of Nickel Chemical Precipitation Kinetics. East-Eur. J. Enterpr. Technol. 2016, 1, 26-31. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.59506
[22] Semenyuk N., Kostiv U., Suberlyak O., Skorokhoda V. Peculiarities of Filled Porous Hydrogels Production and Properties. Chem. Chem. Technol. 2013, 7, 95-99. https://doi.org/10.23939/chcht07.01.095
[23] Jumadilov, T. Effect of remote interraction of polymeric hydrogels in innovative technology. Ind. Kazakhstan, 2011, 2, 70-72.
[24] Bekturov, E.; Suleimenov, I. Polimernie Hydrogeli; Nauka: Moskwa, 1998.
[25] Bekturov, E.; Jumadilov T. Izv. Nats. Akad. Nauk Respubliki Kazakhstan, Ser. Chem. 2010, 3, 86.
[26] Jumadilov, T.; Kondaurov, R.; Imangazy, A.; Myrzakhmetova, N.; Saparbekova, I. Phenomenon of Remote Interaction and Sorption Ability of Rare Cross-linked Hydrogels of Polymethacrylic Acid and Poly-4-vinylpyridine in Relation to Erbium Ions. Chem. Chem. Technol. 2019, 13, 451458. https://doi.org/10.23939/chcht13.04.451
[27] Jumadilov, T.; Shaltykova, D.; Suleimenov, I. Anomalous Ion Exchange Phenomenon. Book of Abstracts, Austrian-Slovenian Polymer Meeting. Bled, Slovenia, Apr 3-5, 2013; p 51.
[28] Praktikum po Phyziko-Khimicheskim Metodam Analiza; Petruhin, O., Eds.; Khimia: Moskwa, 1987.