Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Определение Pb (II), Cu (II), Co (II), Mn (II) и Fe (III) методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и предварительным концентрированием нановолокнами

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-12-14-19

Полный текст:

Аннотация

Приведены результаты сорбционного концентрирования некоторых ионов тяжелых металлов с их последующим определением методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией (ЭТААС) в природных и питьевых водах. Оптимизированы и исследованы сорбция и десорбция (0,01 – 1 М HNO3) ионов свинца, меди, железа, кобальта и марганца из водных сред на образцах нановолокон, полученных из полиакрилонитрила (ПАН) с последующей направленной модификацией 1,25 М раствором NaOH при нагревании (70 °C) (ПАН*). Нановолокна получены методом бескапиллярного электроформования из растворов ПАН в диметилформамиде. Данный метод позволяет получать наноматериалы с заданными свойствами и обладает рядом преимуществ (аппаратурная простота, высокая энергетическая эффективность производства нановолокон, универсальность и гибкость в управлении параметрами процесса). Рассчитаны значения степеней извлечения (95,8 – 99,5 %) и коэффициенты селективности для конкурирующих пар ионов металлов: вPb/Cu = 1,2; вPb/Co = 2,8; вPb/Mn = 3,2; вCu/Co = 1,7; вCu/Mn = 3,7; вCo/Mn = 2,5. Проведен сравнительный анализ сорбционной активности полученных нановолокон: установлено, что нановолокно неселективно сорбирует ионы свинца, меди, кобальта и марганца (их сумму) при pH 6 – 8 и селективно — ионы железа (III) при pH  3. Предложена методика сорбционно-атомно-абсорбционного определения указанных ионов металлов в реальных объектах с предварительным нановолоконным концентрированием на уровне десятых и сотых долей ПДК. Нетканые материалы на основе модифицированного ПАН применены в качестве эффективных экстрагентов нанограммовых количеств ионов ТМ. Пределы обнаружения ионов металлов составляют 40 – 80 нг/дм3.

Об авторах

А. И. Данчук
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия

Александра Ильинична Данчук

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83



Ю. В. Грунова
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия

Юлия Валерьевна Грунова

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83



М. К. Габидулина
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия

Марина Касимовна Габидулина

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83



С. Ю. Доронин
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Россия

Сергей Юрьевич Доронин

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83



Список литературы

1. Будников Г. К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем / Соросовский образовательный журнал. 1998. Т. 4. № 5. С. 23 – 29.

2. Aceto M., Abollino O., Bruzzoniti M. C., et al. Determination of metals in wine with atomic spectroscopy (flame-AAS, GF-AAS and ICP-AES); a review / Food Addit. Contam. 2002. Vol. 19. N 2. P. 126 – 133. DOI: 10.1080/0265203011007133.

3. Линник Р. П., Линник П. Н., Запорожец О. А. Методы исследования сосуществующих форм металлов в природных водах (обзор) / Методы и объекты химического анализа. 2006. Т. 1. № 1. С. 4 – 26.

4. Петрова Ю. С., Неудачина Л. К., Пестов А. В., Яременко Д. А. Сорбционно-атомно-абсорбционное определение меди в природных и питьевых водах с предварительным концентрированием сорбентом на основе N-2-сульфоэтилхитозана / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. 1. С. 11 – 16.

5. Цизин Г. И., Статкус М. А., Золотов Ю. А. Сорбционное и экстракционное концентрирование микрокомпонентов в проточных системах анализа (обзор) / Журн. аналит. химии. 2015. Т. 70. № 11. С. 1123 – 1142.

6. Plotka-Wasylka J., Szczepanska N., de la Guardia M., Namiesnik J. Modern trends in solid phase extraction: New sorbent media / TrAC, Trends Anal. Chem. 2016. Vol. 77. P. 23 – 43. DOI: 10.1016/j.trac.2015.10.010.

7. Махова Т. М., Доронин С. Ю. Нановолокна как сорбенты для концентрирования органических токсикантов из водных сред / Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 53. № 3. С. 55 – 66.

8. Su Z. Q., Ding J. W., Wei G. Electrospinning: a facile technique for fabricating polymeric nanofibers doped with carbon nanotubes and metallic nanoparticles for sensor applications / RSC Adv. 2014. Vol. 4. N 94. P. 52598 – 52610. DOI: 10.1039/ C4ra07848a.

9. Wang X., Hsiao B. S. Electrospun nanofiber membranes / Curr. Opin. Chem. Eng. 2016. Vol. 12. P. 62 – 81. DOI: 10.1016/ j.coche.2016.03.001.

10. Апяри В. В., Дмитриенко С. Г., Золотов Ю. А. Аналитические возможности цифровых цветометрических технологий. Определение нитрит-ионов с использованием пенополиуретана / Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2011. Т. 52. № 1. С. 36 – 42.

11. Мосталыгина Л. В., Костин А. В., Елизарова С. Н. Изучение механизма сорбции ионов меди на пищевом волокне, выделенном из масличных культур Зауралья, и бентонитовой глине / Химия растительного сырья. 2015. № 1. С. 167 – 174.

12. Шилина А. С., Милинчук В. К. Сорбционная очистка природных и промышленных вод от катионов тяжелых металлов и радионуклидов новым типом высокотемпературного алюмосиликатного адсорбента / Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 2. С. 237 – 245.

13. Bode-Aluko C. A., Pereao O., Ndayambaje G., Petrik L. Adsorption of Toxic Metals on Modified Polyacrylonitrile Nanofibres: A Review / Water Air Soil Pollut. 2017. Vol. 228. N 1. P. 35 – 46. DOI: 10.1007/s11270-016-3222-3.

14. Li Y., Wang L., Yin X., et al. Colorimetric strips for visual lead ion recognition utilizing polydiacetylene embedded nanofibers / J. Mater. Chem. A. 2014. Vol. 2. N 43. P. 18304 – 18312. DOI: 10.1039/c4ta04547e.

15. Raj S., Shankaran D. R. Curcumin based biocompatible nanofibers for lead ion detection / Sens. Actuators, B. 2016. Vol. 226. P. 318 – 325. DOI: 10.1016/j.snb.2015.12.006.

16. Zhou Y., Li Y. S., Meng X. Y., et al. Development of an immunochromatographic strip and its application in the simultaneous determination of Hg(II), Cd(II) and Pb(II) / Sens. Actuat. B. 2013. Vol. 183. P. 303 – 309. DOI: 10.1016/j.snb.2013.04.028.

17. Данчук А. И., Доронин С. Ю., Махова Т. М. и др. Нановолокно на основе полиакрилонитрила — как сорбент для ионов свинца (II) и меди (II) / Бутлеровские сообщения. 2016. № 48. № 11. С. 123 – 131.

18. Данчук А. И., Грунова Ю. В., Доронин С. Ю., Лясникова А. В. Модифицированное нановолокно на основе полиакрилонитрила как сорбент для извлечения некоторых ионов тяжелых металлов / Сорбционные и хроматографические процессы. 2018. Т. 18. № 3. С. 404 – 414.

19. Kampalanonwat P., Supaphol P. Preparation of hydrolyzed electrospun polyacrylonitrile fiber mats as chelating substrates: a case study oncopper (II) ions / Ind. Eng. Chem. Res. 2011. Vol. 50. P. 11912. DOI: 10.1021/ie200504c.

20. Renu Agarwal M., Singh K. Heavy metal removal from wastewater using various adsorbents: a review / J. Water Reuse Desalin. 2017. Vol. 7. N 4. P. 387 – 419. DOI: 10.2166/ wrd.2016.104.


Для цитирования:


Данчук А.И., Грунова Ю.В., Габидулина М.К., Доронин С.Ю. Определение Pb (II), Cu (II), Co (II), Mn (II) и Fe (III) методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и предварительным концентрированием нановолокнами. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019;85(12):14-19. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-12-14-19

For citation:


Danchuk A.I., Grunova Y.V., Gabidulina M.K., Doronin S.Yu. Determination of Pb (II), Cu (II), Co (II), Mn (II), and Fe (III) by electrothermal atomization atomic absorption spectrometry after preconcentration with nanofibers. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2019;85(12):14-19. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-12-14-19

Просмотров: 145


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)