Синтез та сорбційні властивості щодо іонів Cu(II), Cd(II) та Pb(II) гібридних матеріалів на основі бентоніту з in situ іммобілізованим полі[5-(4-нітрофенілазо)-8-метакрилоксихіноліном] та адсорбованим кополімером на його основі

На основі бентоніту з Тульчинського району Вінницької області синтезовано композитні матеріали з in situ іммобілізованим на поверхні полі[5-(4-нітрофенілазо)-8-метакрилоксихіноліном] (Bent-AzoQN (in situ)) та адсорбованим кополімером 5-(4-нітро)фенілазо-8-метакрилоксихіноліну та метилметакрилату з вихідним молярним співвідношенням 1:3 (Bent-AzoQN-MMA (adsorb)).

Термогравіметричний аналіз підтвердив масову частку модифікаторів 20–23 мас. %, причому in situ полімер виявився термічно стійкішим. Методом термогравіметричного аналізу з’ясовано закономірності термічної деструкції полімерних модифікаторів поверхні бентоніту та зафіксовано їхню масову частку у складі синтезованих матеріалів. Методами низькотемпературної адсорбції – десорбції азоту та скануючої електронної мікроскопії проведено аналіз морфологічних змін поверхні одержаних композитів. Встановлено, що модифікація призводить до зменшення питомої поверхні, об’єму пор та збільшення середнього діаметру пор, що підтверджує формування полімерних нашарувань на поверхні мінералу.

Процеси адсорбції ефективно апроксимуються ізотермою Ленгмюра, що дозволило визначити максимальну сорбційну ємність композитів. У результаті вивчення сорбційних властивостей синтезованих композитів щодо катіонів Cu(II), Cd(II) та Pb(II) встановлено, що модифікація бентоніту цими полімерами підвищує сорбційну ємність вихідного мінералу тільки щодо іонів Cu(II). Виявлену високу селективність до цих іонів пояснюють утворенням стійких хелатних комплексів між атомом нітрогену та оксигену хінолінової структури і катіонами міді. Натомість щодо катіонів Cd(II) та Pb(II) сорбційна ємність або не змінюється, або навіть знижується (у випадку адсорбованого кополімеру), що пояснюється блокуванням пор мінералу щільним полімерним шаром.

Одержані композитні матеріали демонструють значний потенціал для використання їх як селективних сорбентів для очищення промислових стічних вод від іонів Cu(II). Результати свідчать про обмежену ефективність синтезованих композитів для комплексного очищення від Cd(II) та Pb(II).