Застосування реакції амінометилювання для іммобілізації комплексотвірних аналітичних реагентів на поверхні кремнеземів

Здобувачем побудовано і досліджено ізотерми адсорбції іонів токсичних металів на модифікованих адсорбентах в статичних умовах.

Караваєва Н.М., Яновська E.С., Кичкирук О.Ю. Сорбційні властивості силікагелю з ковалентно закріпленим 1-(2-піридилазо)-2-нафтолом щодо йонів токсичних металів // Сьома всеукраїнська конференція студентів і аспірантів "Сучасні проблеми хімії". - Київ. - 18-19 травня 2006 р. - С. 24.

Здобувачем досліджено адсорбцію металів з використанням атомно-абсорбційного аналізу.

Tertykh V.A., Yanovska E.S., Dadashev A.D., Karmanov V.I., Kichkiruk O.Yu. X-ray-fluorescence determination of lead, cadmium, zinc, and mercury adsorbed on silica from solutions with trace amounts of toxic metals // Book of Abstracts of International Congress on Analytical Sciences. - Moscow. - June 25-30, 2006. - P. 660.

Здобувачем визначено вміст прищеплених груп органічних реагентів та сорбційну ємність модифікованих адсорбентів.

Tertykh V.A., Yanovska E.S., Kichkiruk O.Yu., Dadashev A.D. Adsorption and complexing properties of silica with analytical reagents covalently grafted via one-stage Mannich reaction. - X Ukrainian-Polish symposium "Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and Their Technological Applications". - Lviv-Uzlissia, Ukraine. - September 26-30, 2006 - P. 168.

Здобувачем вивчено фізико-хімічні властивості хімічно модифікованих адсорбентів.

Кичкирук О.Ю., Кусяк Н.В., Русецька С.О. Сорбція іонів міді на кремнеземах, модифікованих функціональними групами оксину // ІІІ Всеукраїнська конференція молодих вчених та студентів. Тези доповідей. - Харків. - 17-20 травня 2005 р. - С. 8.

Здобувачем досліджено сорбційні властивості кремнезему з іммобілізованим оксином щодо іонів міді у динамічних умовах.

Кичкирук О.Ю., Кусяк Н.В., Тьортих В.А. Дослідження адсорбції кобальту і кадмію модифікованими кремнеземами, синтезованими за реакцією Манніха // Міжнародна наукова конференція "Мембранні та сорбційні процеси і технології". Тези доповідей. - Київ. - 5-7 березня 2007 р.- С. 59.

Здобувачем досліджено кінетичні криві та ізотерми адсорбції іонів кобальту і кадмію на модифікованих кремнеземах.

Кичкирук О.Ю., Кусяк Н.В., Тьортих В.А. Адсорбція кобальту на модифікованих кремнеземах, синтезованих за одностадійною реакцією амінометилювання (Манніха) // І Всеукраїнська наукова конференція студентів, аспірантів і молодих учених "Хімічні проблеми сьогодення". Тези доповідей. - Донецьк. - 27-29 березня 2007 р. - С. 9.

Здобувачем досліджено адсорбцію іонів кобальту в статичних умовах на кремнеземах з хімічно прищепленими аміногрупами та іммобілізованими азореагентами.

АНОТАЦІЇ

Кичкирук О.Ю. Застосування реакції амінометилювання для іммобілізації комплексотвірних аналітичних реагентів на поверхні кремнеземів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 - фізика і хімія поверхні. - Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено розробці методів синтезу та дослідженню властивостей комплексотвірних хімічно модифікованих кремнеземних адсорбентів, одержаних за рахунок використання для іммобілізації органічних лігандів фенольного типу одностадійної реакції Манніха.

За допомогою реакції амінометилювання на кремнеземних носіях різної природи (силікагелі, силохром) здійснено закріплення 8-оксихіноліну, 4_(2_піридилазо)резорцину, 1_(2_піридилазо)-2_нафтолу.

Встановлено, що оптимальні мольні співвідношення реагент : аміновмісний органосилан : альдегід становлять відповідно 1 : 1 : 2 при закріпленні оксину і ПАР та 1 : 2 : 4 при іммобілізації ПАН. Методами ІЧ- та УФ-спектроскопії визначено якісний і кількісний склад закріплених на поверхні кремнеземних матриць функціональних груп.

Досліджено адсорбційні характеристики та кінетичні властивості одержаних адсорбентів щодо іонів токсичних металів у статичних і динамічних умовах.

Методами ЕПР та електронної спектроскопії досліджено будову комплексів міді з функціональними групами реагентів, закріплених на поверхні кремнезему.

Показано можливість сорбційно-рентгенофлуоресцентного визначення мікрокількостей металів у водних розчинах з передконцентруванням іонів на кремнеземах з ковалентно закріпленими реагентами.

Ключові слова: кремнеземні сорбенти, комплексотвірні реагенти, 8-оксихінолін, 4_(2_піридилазо)резорцин, 1_(2-піридилазо)-2_нафтол, іммобілізація, твердофазна екстракція іонів металів, реакція амінометилювання.

Кичкирук О.Ю. Применение реакции аминометилирования для иммобилизации комплексообразующих аналитических реагентов на поверхности кремнеземов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 01.04.18 - физика и химия поверхности. - Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко НАН Украины, Киев, 2008.

Диссертация посвящена разработке методов синтеза комплексообразующих химически модифицированных адсорбентов, характеризующихся специфичностью, высокой емкостью и удовлетворительной кинетикой поглощения ионов металов, с использованием для иммобилизации органических лигандов одностадийной реакции аминометилирования (реакции Манниха).

С использованием одностадийной реакции Манниха синтезированo несколько новых модифицированных сорбентов с иммобилизованными 8-оксихинолином, 4_(2_пиридилазо)резорцином, 1_(2_пиридилазо)-2_нафтолом на основе кремнеземных носителей разной природы (силикагели, силохром). Установлено, что оптимальные мольные соотношения реагент : аминосодержащий силан : альдегид составляют соответственно 1 : 1 : 2 при закреплении оксина и ПАР, а при иммобилизации ПАН это соотношение равно 1 : 2 : 4. Методами ИК- и УФ-спектроскопии охарактеризован качественный и количественный состав привитых в результате реакции аминометилирования функциональных групп и показано, что на 1 г кремнеземного носителя (силикагели, силохром) разработанным методом удается закрепить до 0,44 ммоль оксина, 0,02 ммоль ПАР и 0,16 ммоль ПАН.

Модифицированные адсорбенты практически количественно извлекают из нейтральных и слабощелочных растворов в статическом режиме адсорбции такие токсичные металлы как Zn(II), Pb(II), Cu(II) Cd(II), Ni(II), Fe(III). Анализ изотерм адсорбции показал, что емкость адсорбентов, синтезированных с использованием одностадийной реакции аминометилирования, выше по сравнению с подобными сорбентами, полученными в результате многостадийных процессов.

Методами ЭПР и электронной спектроскопии исследовано строение комплексов меди с функциональными группами реагентов, привитых к поверхности, и установлено, что с закрепленным 8-оксихинолином образуются октаэдрические комплексы, в которых медь находится в двухвалентном состоянии. С ковалентно закрепленными азосоединениями (ПАР, ПАН) образуются плоскоквадратные комплексы с четырехкоординированной медью.

Показана возможность сорбционно-рентгенофлуоресцентного определения микроколичеств Pb(ІІ), Cd(II) и Hg(ІІ) в природной и техногенной воде с предварительным концентрированием ионов металлов на силикагеле с ковалентно связанными оксином и ПАР.

Ключевые слова: кремнеземные сорбенты, комплексообразующие реагенты, 8_оксихинолин, 4_(2-пиридилазо)резорцин, 1_(2-пиридилазо)-2_нафтол, иммобилизация, твердофазная экстракция ионов металлов, реакция аминометилирования.

Kichkiruk O.Yu. Application of aminomethylation reaction for immobilization of complexing analytical reagents on silica surface. - Manuscript.

Thesis for obtaining the scientific degree of candidate of chemical sciences. Speciality - 01.04.18 - physics and chemistry of surface. - O.О. Chuiko Institute of Surface Chemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2008.

The dissertation is devoted to elaboration of methods of synthesis of complexing silica adsorbents with anchorage of organic ligands via single-stage aminomethylation Mannich reaction and to application of obtained adsorbents for determination of microquantities of toxic metals in natural and waste waters.

Single-stage method of immobilization of some important analytical reagents of phenolic type (8_hydroxyquinoline, 4-(2-pyridylazo)resorcinol, 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol) with simultaneous proceeding of aminomethylation process and condensation of products of the Mannich reaction with silanol groups of the silica surface has been developed.

Conditions of a single-stage method of chemical attachment of reagents to the surface of inorganic matrix using the Mannich aminomethylation reaction and adsorption properties towards ions of toxic metals of the chemically modified silicas obtained have been studied. Physicochemical characterization of the synthesized modified silicas was carried out by spectral and adsorption methods. Synthesized modified sorbents have been characterized by adsorption method, DRIFT and UV spectroscopies. Obtained materials are perspective for application in solid-phase extraction of metal ions. Method of synthesis provides high concentration and a more homogeneous distribution of complexing groups on the surface, the adsorbents obtained display a high capacity towards some environmentally toxic metals and satisfactory kinetic adsorption properties, which allow to use adsorbent for the ions preconcentration in the dynamic adsorption mode. Adsorption-X-ray fluorescence method for determination of some metal ions in nature and waste waters was elaborated.

Key words: silica adsorbents, complexing reagents, 8_hydroxyquinoline, 4_(2_pyridylazo)resorcinol, 1_(2-pyridylazo)-2-naphthol, immobilization, solid-phase extraction of metal ions, aminomethylation reaction.

Размещено на Allbest.ur