ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОГЕЛЕВОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА И ДИСПЕРСНОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

Получен и охарактеризован гидрогелевый биосорбент на основе хитозана и высокодисперсного диоксида кремния. Проведение объемной модификации значительно повышает удельную поверхность и адсорбционную емкость материала по отношению к ионам тяжелых металлов. Представлены микрофотографии, ИК-спектры и рентгенограммы композита хитозан/SiO2. Рассчитаны адсорбционные характеристики и определена природа движущей силы сорбции тяжелых металлов из водных растворов. Величина предельной сорбционной емкости (Аm) по ионам меди и кадмия в статических условиях для композита CS/SiO2 составила 14.1 и 10.6 моль/кг соответсвенно. Значения характеристической энергии адсорбции, полученные в линейных координатах ТОЗМ, указывают на физическую природу адсорбционных сил, то есть имеют место дисперсионные взаимодействия, хорошо описывающиеся константой Фрейндлиха (KF), по физическому смыслу являющейся константой неоднородности системы. Процесс извлечения тяжелых металлов является термодинамически самопроизвольным, а максимальная степень заполнения (по Cu(II)) в статических условиях достигает 0.95. Главным результатом сочетания объемной модификации хитозанового гидрогеля и жидкофазной сшивки при получении композита CS/SiO2 является увеличение его сорбционной емкости по ионам меди и кадмия в 2.98 раза, по сравнению с гидрогелевыми гранулами хитозана, и в 10 раз, по сравнению с необработанным порошком хитозана. Полученный сорбент на основе хитозана является перспективным для извлечения d-металлов из сточных вод различного происхождения для их глубокой очистки. Работа выполнена в рамках государственного задания на выполнение НИР (Тема № FZZW-2020-0010). Исследование проведено с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием ИГХТУ (при поддержке Минобрнауки России, соглашение № 075-15-2021-671).