В работе рассмотрены подходы к созданию новых халькогенсодержащих экстрагентов и сорбентов для извлечения ионов тяжёлых металлов из водных растворов, включая сточные воды. Исследованы сера- и селенсодержащие экстрагенты, а также сера-, селен- и теллурсодержащие сорбенты для извлечения ионов кадмия, ртути, цинка, свинца и никеля. Установлено, что наиболее высокую сорбционную эффективность имеют серасодержащие реагенты
ионы тяжёлых металлов, извлечение из растворов, теория Пирсона
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. Скопенко, В.В. Цивадзе А.Ю, Савранский Л.И., Гарновский А.Д. Координационная химия / Скопенко, В.В. Цивадзе А.Ю, Савранский Л.И., Гарновский А.Д. – Москва: ИКЦ «Академкнига», 2007. – 407 с. ISBN 978-5-94628-287-1
2. Алтынникова, Е.Е. Влияние природы атома халькогена на экстракционные и адсорбционные характеристики халькогенсодержащих олегомеров на основе хлорекса / Алтынникова, Е.Е., В.А. Грабельных и др. – Текст: непосредственный // "Известия ВУЗов Прикладная химия и биотехнология". 2021. – Т. 11. – C. 6-15.
