SORPTION OF RARE EARTH ELEMENT CATIONS BY SiO2-TiO2-CROWN ETHER COMPOSITES

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The immobilization of crown ethers (dibenzo-18-crown-6, dibenzo-21-crown-7, dibenzo-24-crown-8) during the sol-gel synthesis of mixed oxides SiO2-TiO2 enabled the preparation of composites that strongly retain the organic molecule within the inorganic matrix, as confirmed by IR spectroscopy and elemental analysis. The sorption properties toward rare earth element (REE) cations were studied under acidic and neutral conditions. Transitioning from the original oxides and crown ethers to their composites significantly increased both the sorption efficiency (S, %) and the sorption capacity (Q, mg/g). For the dibenzo-18-crown-6-SiO2-TiO2 composite, the sorption efficiency of REE cations from dilute solutions (2×10–4 mol/dm3) reached 89.1–95.1%, and the sorption capacity from concentrated REE solutions (0.1 mol/dm3) was 6.1–34.5 mg/g. The sorption process of lanthanum cations by the dibenzo-18-crown-6-SiO2-TiO2 composite was analyzed using Langmuir (R2 = 0.9915), Freundlich (R2 = 0.8745), Temkin (R2 = 0.9506), and Dubinin-Radushkevich (R2 = 0.9754) isotherm models.

About the authors

Yu. V Rekh

Postovsky Institute of Organic Synthesis, Ural Branch of RAS

Yekaterinburg, Russia

M. S Valova

Postovsky Institute of Organic Synthesis, Ural Branch of RAS

Email: valova.ios.uran@mail.ru
Yekaterinburg, Russia

O. V Koryakova

Postovsky Institute of Organic Synthesis, Ural Branch of RAS

Yekaterinburg, Russia

A. N Murashkevich

Belarusian State Technological University

Minsk, Republic of Belarus

O. V Fedorova

Postovsky Institute of Organic Synthesis, Ural Branch of RAS

Yekaterinburg, Russia

G. L Rusinov

Postovsky Institute of Organic Synthesis, Ural Branch of RAS; Ural Federal University named after the First President of Russia B.N. Yeltsin

Yekaterinburg, Russia; Yekaterinburg, Russia

References

  1. Eggert R., Wadia C., Anderson C., et al. // Annual Review of Environment and Resources. 2016. V. 41(1). P. 199. doi: 10.1146/annurev-environ‑110615-085700.
  2. Balaram V. // Geoscience Frontiers. 2019. V. 10(4). P. 1285. doi: 10.1016/j.gsf.2018.12.005.
  3. Ouardi Y. E., Virolainen S., Mouele E. S. et al. // Hydrometallurgy. 2023. V. 218. P. 106047. doi: 10.1016/j.hydromet.2023.106047.
  4. Gulani V., Calamante F., Shellokk F. G., et al. // The Lancet Neurology. 2017. V. 16 (7). P. 564. doi: 10.1016/S1474-4422(17)30158-8.
  5. Ouardi Y. E., Lamsayah M., Butylina S., et al. // Chemical Engineering Journal. 2022. V. 440. P. 135959. doi: 10.1016/j.cej.2022.135959.
  6. Ehrlich G. V., Lisichkin G. V. // Rus. J. of General Chemistry. 2017. V. 87. N. 6. Р. 1220. doi: 10.1134/S1070363217060196.
  7. Salfate G., Sаnchez J. // Polymers. 2022. V. 14 (21). Р. 4786. doi: 10.3390/polym14214786.
  8. Opare E. O., Struhs E., Mirkouei A. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. V. 143. P. 110917. doi: 10.1016/j.rser.2021.110917.
  9. Yakshin V. V., Vilkova О. М., Pluzhnik-Gladyr S.М., Кotlyar S. А. // Macroheterocycles. 2010. V. 3. (2—3). Р. 114. doi: 10.6060/mhc2010.2-3.114.
  10. Buslaeva T. M., Bodnar N. M., Gromov S. P., et al. // Russian Chemical Bulletin. 2018. V. 67. N. 7. P. 1190. doi: 10.1007/s11172-018-2200-x.
  11. Titova Yu.A., Fedorova O. V., Ovchinnikova I. G. et al. // Macroheterocycles. 2014. V. 7(1). P. 23. doi: 10.6060/mhc140481t.
  12. Murashkevich A. N., Alisienok O. A., Maksimovskikh A. I., Fedorova O. V. // Inorganic Materials. 2016. Т. 52. № 3. С. 294. doi: 10.1134/S0020168516030122
  13. Fedorova O. V., Murashkevich A. N., Filatova E. S., et al. // Rus. J. of Inorganic Chemistry. 2022. Т. 67. № 10. С. 1527. doi: 10.1134/s0036023622100345
  14. Максимовских А. И., Мурашкевич А. Н., Федорова О. В., и др. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2017. T. LXI. № 4. С. 66.
  15. Федорова О. В., Максимовских А. И., Корякова О. В. и др. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2015. Т. LIX. № 5‒6 С. 92.
  16. Федорова О.В, Овчинникова И. Г., Русинов Г. Л., Чарушин В. Н. Способ получения симметричного и несимметричного дибензо-краун-эфиров. Патент РФ 2564258, 2015, БИ 27.
  17. Murashkevich A. N., Alisienok O. A., Zharskiy I. M., et al. // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2019. V. 92. Р. 254. doi: 10.1007/s10971-019-04981-w.
  18. Hogendoorn C, Roszczenko-Jasińska P., Martinez-Gomez N.C., et al. // Appl Environ Microbiol. 2018. V. 84(8). doi: 10.1128/AEM.02887-17.
  19. Aziam R., Simina Stefan D., Nouaa S., et al. // Nanomaterials. 2024. V.14(4). P. 362. doi: 10.3390/nano14040362.
  20. Wang J., Guo X. // Chemosphere. 2020. V. 258. P. 127279. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127279.
  21. Al-Yaari M., Saleh A. T., Saber O. // RSC Adv. 2021. V.11. P. 380. doi: 10.1039/d0ra08882j.
  22. Lipin V. A., Evdokimov A. N., Sustavova T. A., et al. // Rus. J. of Phys.Chem.A. 2022. Т. 96. N2. С. 387. doi: 10.1134/S0036024422020157.
  23. Shumilova M. A. // Theoretical and Applied Ecology. 2024. № 3. С. 45. doi: 10.25750/1995-4301-2024-3-045-053
  24. Соколова Т. А., Трофимов С. Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен. Тула: Гриф и К, 2009. 172 с.
  25. Осипов П. А., Алыбаев Ж. А., Шаяхметова Р. А. // Вестн. КРСУ. 2011. Т. 11. № 11

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).