Особенности комплексообразования на поверхности кремнеземов, содержащих тиомочевинную группу

Abstract

Рассмотрены особенности комплексообразования ионов Hg²⁺ в поверхностном слое сорбентов, содержащих тиомочевинную лигандную группу. Показано, что высокими кинетическими характеристиками обладают сорбенты, полученные темплатным методом. В случае ксерогелей установление сорбционного равновесия наблюдается только на 4 сутки. Установлено, что для образцов с невысокой поверхностной концентрацией тиомочевинных групп (1,6 мкмоль/м²) образуются только комплексы состава 1:1. Для этих же образцов наблюдается наибольшая величина ССЕ (~355–370 мг/г). При концентрации тиомочевинных групп выше 10 мкмоль/м2 первоначально образуются комплексы состава 1:2, которые при возрастании равновесной концентрации ионов ртути(ІІ) в растворе трансформируются в комплексы состава 1:1. Наконец, в случае полимерного строения поверхностного слоя даже образование комплексов состава 1:2 не ведет к участию в комплексообразовании всех тиомочевинных групп, что обусловливает существенное уменьшение величины ССЕ. Для всех сорбентов при поглощении ионов Hg²⁺ наблюдается понижение величины рН, что свидетельствует о переходе части тиомочевинных лигандных групп в тиольную форму. Это согласуется с данными ИК спектроскопии. Показана возможность десорбции ртути с поверхности использованных сорбентов путем трехкратной их обработки 1М раствором хлористоводородной кислоты.

The features of the complexes formation of the thiourea ligand groups with Hg²⁺ in the surface layers of sorbents is discussed in the work. It was shown that the sorbents obtained by templating method have high kinetic characteristics. In the case of xerogel, the sorption equilibrium was established only on day 4. It was determined that only 1:1 complexes are formed for the samples with low surface concentration of thiourea groups (1,6 µmol/m²). The highest SSC value (~ 355-370 mg/g) was also observed for the same samples. At concentrations of thiourea groups above 10 µmol/m2, initially formed complexes of 1:2, which, after increasing equilibrium concentration of the mercury (II) ions in the solution, were transformed into 1:1 complexes. Finally, when the surface layer has a polymeric structure, even the formation of 1:2 complexes does not ensure the participation of all thiourea groups in the complex formation, thereby substantially decreasing the SSC value. For all the sorbents, the absorption of Hg²⁺ ions is accompanied with a decrease in the pH value, indicating the transition of the portion of thiourea ligand groups to thiol form. This is consistent with IR spectroscopy data. There was demonstrated the possibility desorption of mercury (ІІ) from the surface of the used sorbents by triple treatment with 1M hydrochloric acid.

Розглянуто особливості комплексоутворення іонів Hg²⁺ в поверхневому шарі сорбентів, що містять тіосечовинну функціональну групу. Показано, що високими кінетичними характеристиками володіють сорбенти, одержані темплатним методом. У випадку ксерогелів встановлення сорбційної рівноваги спостерігається тільки на 4 добу. Встановлено, що для зразків з невисокою поверхневою концентрацією тіосечовинних груп (1,6 мкмоль/м2) утворюються комплекси складу 1:1. Для цих же зразків спостерігається найбільша величина ССЄ (~355–370 мг/г). При концентрації тіосечовинних груп вище 10 мкмоль/м² спочатку утворюються комплекси складу 1:2 , які при зростанні рівноважної концентрації іонів ртуті (ІІ) у розчині трансформуються в комплекси складу 1:1. Нарешті, у випадку полімерної будови поверхневого шару навіть утворення комплексів складу 1:2 не веде до участі в комплексоутворенні всіх тіосечовиних груп, що обумовлює істотне зменшення величини ССЄ. Для всіх сорбентів при поглинанні іонів Hg²⁺ спостерігається зниження величини рН, що свідчить про перехід частини тіосечовинних лігандних груп у тіольну форму. Це узгоджується з даними ІЧ спектроскопії. Показана можливість десорбції ртуті (ІІ) з поверхні використаних сорбентів шляхом триразової їх обробки 1М розчином хлористоводневої кислоти.