The report discusses approaches to creating new extractants and sorbents for extracting heavy metal ions from aqueous solutions, including wastewater. Sulfur- and selenium-containing extractants, as well as sulfur-, selenium-, and tellurium-containing sorbents for the extraction of cadmium, mercury, zinc, lead, and nickel ions, have been studied. It has been established that sulfur-containing reagents have the highest sorption efficiency
heavy metal ions, extraction from solutions, Pearson's theory
Сорбция и экстракция ионов тяжелых металлов из сточных вод и технологических растворов – один из наиболее важных методов очистки, извлечения и концентрирования металлов для рационального их использования. Постоянное ужесточение требований по экологической безопасности стимулирует разработку новых материалов для экстракции и адсорбции.
Извлечение ионов металлов органическими соединениями осуществляется либо путем ионного обмена, который основан на использовании дорогих ионообменных смол, либо путем координационного взаимодействия катионов металлов с донорными атомами экстрагента или сорбента. В последнем случае извлечение является более селективным, что обусловлено различной способностью донорных атомов вступать в координационную связь с ионами металлов различной природы [1].
Обобщением большого экспериментального материала о стабильности комплексов в растворах стала концепция жестких и мягких кислот и оснований Пирсона (ЖМКО). Согласно этой концепции, акцепторы электронов (в том числе ионы металлов) относятся к кислотам, а атомы – доноры электронов – к основаниям [1]. Все кислоты и основания делятся на жесткие, мягкие и промежуточной жесткости. Согласно принципу ЖМКО наиболее устойчивые координационные связи образуются между кислотами и основаниями с близкой жесткостью (мягкостью). К жестким кислотам относятся катионы: Li+, Na+, K+, Mg+, Ca2+, Cr3+ и др. К мягким кислотам: Ag+, Cd2+, Hg2+ и др. Кислоты промежуточной жесткости: Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Sn2+ и др. [2]. Атомы халькогенов, которые составляют основу большинства новых типов полимерных лигандов, по жесткости располагаются в ряд: O˃˃S˃Se~Te.
Нами исследованы сера- и селенсодержащие экстрагенты, а также S, Se и Te-содержащие сорбенты для извлечения ионов Cd2+, Hg2+, Zn2+, Pb2+, Ni2+ [2]. Показано, что наиболее эффективно извлекаются ионы ртути и кадмия, а из катионов промежуточной жесткости наиболее эффективно извлекаются цинк и свинец, причем серасодержащие реагенты в последнем случае работают более эффективно, по сравнению с селен- и теллурсодержащими аналогами.
Полученные данные позволяют прогнозировать пути создания эффективных экстрагентов и сорбентов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Комитета науки Министерство науки и высшего образования Республики Казахстан (грант № AP23489131).
1. Skopenko, V.V. Civadze A.Yu, Savranskiy L.I., Garnovskiy A.D. Koordinacionnaya himiya / Skopenko, V.V. Civadze A.Yu, Savranskiy L.I., Garnovskiy A.D. – Moskva: IKC «Akademkniga», 2007. – 407 s. ISBN 978-5-94628-287-1
2. Altynnikova, E.E. Vliyanie prirody atoma hal'kogena na ekstrakcionnye i adsorbcionnye harakteristiki hal'kogensoderzhaschih olegomerov na osnove hloreksa / Altynnikova, E.E., V.A. Grabel'nyh i dr. – Tekst: neposredstvennyy // "Izvestiya VUZov Prikladnaya himiya i biotehnologiya". 2021. – T. 11. – C. 6-15.
