Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Разделение этиленгликоля и солей щелочных металлов на углеродных нанотрубках и мозаичных мембранах

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-6-11-17

Полный текст:

Аннотация

Для пробоподготовки к определению этиленгликоля (ЭГ) в его водно-солевых растворах разработан способ разделения ЭГ и солей щелочных металлов в водных растворах путем твердофазной экстракции на углеродных нанотрубках (УНТ) и методом диализа с отечественной мозаичной мембраной АК-45. Показано, что данные методы позволяют эффективно разделить компоненты водного раствора ЭГ + NaCl (KCl), что необходимо для газохроматографического определения ЭГ в указанных смесях. За счет гидрофобно-гидрофильных взаимодействий в системе ЭГ – вода – УНТ УНТ эффективно сорбируют ЭГ и практически не сорбируют хлорид калия. Коэффициенты разделения ЭГ и KCl на углеродных нанотрубках «Деалтом» лежат в интервале 7 – 15 (для 0,001 ≤≤ C0 ЭГ ≤ 0,1 и 0,001 ≤ C0 KCl ≤ 0,1 моль/дм3), степень извлечения ЭГ составляет 86 – 94 % при однократной экстракции, хлорид калия данными УНТ практически не сорбируется. Основой разделения ЭГ и солей щелочных металлов диализом с мозаичными мембранами является их высокая проницаемость для солей металлов и низкая проницаемость для ЭГ. За 4 ч диализа через мембрану АК-45 в NaCl-форме переносится 96 и 87 % NaCl (C0 = 0,001 и 0,01 моль/дм3 соответственно), для KCl-формы — 86 и 82 % KCl соответственно. За то же время диализа через мембрану АК-45 переносится менее 3 % ЭГ (C0 = 0,1 моль/дм3). Мозаичная мембрана АК-45 эффективно извлекает соли щелочных металлов из маломинерализованных водных растворов в отличие от традиционных ионообменных мембран, где данный перенос отсутствует вследствие явления Доннана. Коэффициенты разделения ЭГ и хлоридов щелочных металлов диализом с мембраной АК-45 лежат в интервале 13 – 38, что свидетельствует об эффективном разделении.

Об авторах

Н. В. Белякова
Воронежский государственный университет
Россия


Е. В. Бутырская
Воронежский государственный университет
Россия


В. Ф. Селеменев
Воронежский государственный университет
Россия


В. А. Шапошник
Воронежский государственный университет
Россия


Список литературы

1. Mohammadi A. H., Richon D. Methane hydrate phase equilibrium in the presence of salt (NaCl, KCl, or CaCl2) + ethylene glycol or salt (NaCl, KCl, or CaCl2) + methanol aqueous solution: Experimental determination of dissociation condition / J. Chem. Thermodynamics. 2009. Vol. 41. P. 1374 – 1377.

2. Шулаев М. В., Баширов Р. Р., Емельянов В. М. Исследование адсорбционной очистки сточных вод производства органического синтеза с использованием промышленного отхода перлита / Башкирский хим. журн. 2009. Т. 16. № 3. С. 23 – 30.

3. Livesey J. F., Perkins S. L., Tokessy N. E., et al. Simultaneous Determination of Alcohols and Ethylene Glycol in Serum by Packed-or Capillary-Column Gas Chromatography / Clinical Chem. 1995. Vol. 41. N 2. P. 300 – 305.

4. Hong S., Duttweiler С. M., Lemley A. T. Analysis of methyl tert-butyl ether and its degradation products by direct aqueous injection onto gas chromatography with mass spectrometry or flame ionization detection systems / J. Chromatogr. A. 1999. Vol. 857. N 1 – 2. P. 205 – 216.

5. Бельцов В. А., Грибова Е. Д. Определение спиртов методом газовой хроматографии в пластовой воде: материалы студенческого научного форума. https://www.scienceforum.ru/2016/pdf/23960.pdf.

6. Постнов В. Н., Родинков О. В., Москвин Л. Н. и др. От углеродных наноструктур к высокоэффективным сорбентам для хроматографического разделения и концентрирования / Успехи химии. 2016. Т. 85. № 2. С. 115 – 138.

7. Бутырская Е. В., Белякова Н. В., Нечаева Л. С. и др. Сорбционные взаимодействия этиленгликоля с углеродными нанотрубками / Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 3. С. 527 – 532.

8. Weinstein J. N., Caplan S. R. Charge-mosaic membranes: Dialytic separation of electrolytes from nonelectrolytes and amino acids / Science. 1970. Vol. 169. N 3943. P. 296 – 298.

9. Fukuda T., Yang W., Yamauchi A. KCl transport mechanism across charged mosaic membrane in KCl-sucrose mixed system / J. Membrane Sci. 2003. Vol. 212. N 1 – 2. P. 255 – 261.

10. Higa M., Masuda D., Kobayashi E., et al. Charge mosaic membranes prepared from laminated structures of PVA-based charged layers: 1. Preparation and transport properties of charged mosaic membranes / J. Membrane Sci. 2008. Vol. 310. N 1 – 2. P. 466 – 473.

11. Fujimoto T. Artificial membranes from multiblock copolymers 1. Fabrication of acharge-mosaic membrane and preliminary tests of dialysis and piezodialysis / J. Membrane Sci. 1984. Vol. 20. P. 313 – 324.

12. Sollner K. Uber mosaikmembranen / Bio. Chem. Z. 1932. Vol. 244. P. 370.

13. Neihof R., Sollner K. Quantitative Electrochemical Theory of the Electrolyte Permeability of Composite Membranes Composed of Selectively Anion-Permeable and Selectively Cation-Permeable Parts, and Its Experimental Verification. 1. An outline of the theory and its quantitative test in model systems with auxiliary electrodes / J. Phys. Colloid. 1950. Vol. 54. P. 157 – 176.

14. Neihof R., Sollner K. Quantitative Electrochemical Theory of the Electrolyte Permeability of Composite Membranes Composed of Selectively Anion-Permeable and Selectively Cation-Permeable Parts, and Its Experimental Verification. II. A quantitative test of the theory in model systems which do not involve the use of auxiliary electrodes / J. General Physiology. 1955. Vol. 33. P. 613 – 622.

15. Xu T. Ion exchange membranes: State of their development and perspective / J. Membrane Sci. 2005. Vol. 263. N 1 – 2. P. 1 – 29.

16. Kedem O., Katchalsky A. Permeability of composite membranes. Part 1. Electric current, volume flow and flow of solute through membranes / Trans. Faraday Soc. 1963. Vol. 59. P. 1918 – 1942.

17. Пат. 115240 РФ N20111102537/05. Комбинированные мембраны с заранее заданной избирательной селективностью: заявл. 24.01.11; опубл. 27.04. 12.

18. Butyrskaya E., Belyakova N., Nechaeva L., et al. Metal Salt and Non-Electrolyte Separation by Means of Dialysis Through the Composite Membranes / Amer. J. Anal. Chem. 2016. Vol. 7. P. 478 – 486.

19. Lin Y. S., Hsiao P. Y., Chieng C. C. Constructing a force interaction model for thermal conductivity computation using molecular dynamics simulation: Ethylene glycol as an example / J. Chem. Phys. 2011. Vol. 134. P. 154509.

20. Wu Y., Hudson J. S., Lu Q., et al. Coating Single-Walled Carbon Nanotubes with Phospholipids / J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. N 6. P. 2475 – 2478.

21. Berezkin V., Drugov Y. Gas Chromatography in Air Pollution Analysis / J. Chromatography Library. 1991. Vol. 49. P. 1 – 211.


Для цитирования:


Белякова Н.В., Бутырская Е.В., Селеменев В.Ф., Шапошник В.А. Разделение этиленгликоля и солей щелочных металлов на углеродных нанотрубках и мозаичных мембранах. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(6):11-17. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-6-11-17

For citation:


Belyakova N.V., Butyrskaya E.V., Selemenev V.F., Shaposhnik V.A. Separation of ethylene glycol and alkali metal salts on carbon nanotubes and mosaic membranes. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(6):11-17. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-6-11-17

Просмотров: 136


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