В настоящей работе исследована возможность применения полиакрилонитрильных (ПАН) волокон с N- содержащими функциональными группами для предварительного концентрирования ионов металлов-загрязнителей в природных водах.
Исходные растворы хлоридов кадмия титана и хрома (111) концентрации 1000мл/г готовили из соответствующих реактивов по точной навеске, рабочие растворы готовили разбавлением исходных, точную концентрацию приготовленных растворов устанавливали по стандартным образцам ионов металлов.
N- содержащие полиакрилонитрильные волокна синтезированы в лаборатории волокон специального назначения Санкт-Петербургского университета технологии и дизайна.Они представляют собой волокна желтого цвета с толщиной нити 20 мкм, степень набухания -30-40 %. При определении степени извлечения металла навески волокнистого сорбента массой 0,1 г помещали в конические колбы емкостью 50 мл, добавляли 15 мл дистилированной воды и встряхивали в течение 20-25 минут.
Данные N-содержащие полиакрилонитрильные сорбенты могут быть весьма эффективными на стадии предконцентрирования при определении металлов во многих объектах. Так, например, бериллий относится к числу наиболее токсичных элементов: ПДК в воде составляет 0,2 мкг/л. Совместно с краснодарским водоканалом нами решалась задача извлечения данного металла из природной воды для одного из районов нашего края.
Волокнистый сорбент ПАНкарб.-ПЭА проявляет селективность к бериллию по отношению к щелочным и щелочноземельным металлам. Изучая зависимость коэффициентов распределения бериллия от рН раствора, сделали вывод о том, что концентрирование бериллия с коэффициентом распределения до 4,5*10 может осуществляться в широком диапазоне рН от 3 до 11. Для достижения более высоких значений коэффициента распределения проводили стабилизацию рН раствора (4-4,2) буферной смесью, приготовленной из 0,2 моль/л раствора ацетата натрия и 0,2 моль/л раствора уксусной кислоты с рН=4. Этот диапазон значений рН удобен с точки зрения мешающего влияния железа (111).
Исследование влияния солевого фона, создаваемого ионами калия, натрия, магния и кальция, показало, что заметного снижения значений коэффициентов распределения при рН=3 не наблюдается.
Определена сорбционная емкость ПАНкарб.-ПЭА, по отношению к бериллию она составляет 1 ммоль/г.
Исследование сорбции бериллия в динамических условиях показало, что на колонке выбранных геометрических размеров проскок бериллия через слой сорбента с точностью до 1% от исходной концентрации в растворе не обнаруживается до определенной скорости, которую можно контролировать.
Полученные результаты подтверждают целесообразность дальнейшего изучения сорбционных свойств N-содержащих волокнистых сорбентов для концентрирования следов металлов и их извлечения из природных и сточных вод.