SORPTION OF COPPER(II) IONS BY COMPOSITE SORBENT BASED ON CHITOSAN

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Composite sorbents based on chitosan containing silica, Jerusalem artichoke powder, and carbon nanotubes were developed for the extraction of heavy-metal ions from aqueous solutions. The equilibrium and kinetics of Cu(II) ion removal in the heterogeneous system "aqueous metal sulfate solution - sorbent" were investigated for both the initial chitosan powder and the modified sorbents obtained in the form of hydrogel granules. The kinetic experiments established the time required to reach sorption equilibrium and identified the kinetic model that most accurately describes the process. The experimental sorption isotherms demonstrate a significant increase in the sorption capacity of the chitosan-based composites compared with the unmodified material. Processing the Cu(II) sorption isotherms using the Langmuir model allowed determination of the maximum sorption capacities (A∞). It was found that A∞ for the chitosan/silica/Jerusalem-artichoke composite and for the chitosan/carbon-nanotube composite substantially exceeds that of the original chitosan. Changes in the sorbent composition resulting from modification are confirmed by IR-spectroscopic data. SEM studies show a well-developed surface structure of the composite chitosan-based hydrogel granules.

About the authors

T. E Nikiforova

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Email: tatianaenik@mail.ru
Ivanovo, Russia

V. A Gabrin

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Ivanovo, Russia

D. A Vokurova

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Ivanovo, Russia

V. A Kozlov

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Ivanovo, Russia

References

  1. Lian Z., Li Y., Xian H., et al. // Int J. Biol. Macromol. 2020. 165. P. 591. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiomac.2020.09.156.
  2. Basem A., Jasim D.J., Majdi H.S., et al. // Results in Engineering. 2024. 23. P. 102404. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102404
  3. Yu K., Yang L., Zhang S., et al. // Materials Today Communications. 2024. 41. P. 110488. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.110488
  4. Fufaeva V.A., Nikiforova T.E. // Intern. J. of Advanced Studies in Medicine and Biomedical Sciences. 2020. № 2. P. 3.
  5. Aldaz B., Figueroa F., Bravo I. // Rev. Bionatura. 2020. V. 5. P. 1150. DOI: https://doi.org/10.21931/RB/2020.05.02.13.
  6. Khajavian M., Kaviani S., Piyanzina I., et al. // Intern. J. of Biological Macromolecules. 2024. V. 257. P. 128706. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiomac.2023.128706
  7. Aslam A.A., Hassan S.U., Saeed M.H., et al. // J. of Cleaner Production. 2023. V. 421. P. 138555. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138555
  8. Прокофьев В.Ю., Гордина Н.Е. Журн. прикл. химии. 2013. № 3(86). С. 360.
  9. Кунин А.В., Ильин А.А., Морозов Л.Н., и др. // Изв. ВУЗов. Сер. химия и химическая технология. 2023. № 7(66). С. 132. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236607.6849j
  10. Gordina N.E., Prokof'ev V.Y., Hmylova O.E., et al. // J. of Thermal Analysis and Calorimetry. 2017. № 3(129). P. 1415—1427.
  11. Burakov A.E., Galunin E.V., Burakova I.V., et al. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2018. № 148. P. 702. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.11.034.
  12. Nazaripour M., Reshadi M.A.M., Mirbagheri S.A., et al. // J. of Environmental Management. 2021. № 287. P. 112322. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112322
  13. Dey P., Mahapatra B.S., Juyal V.K., et al. // Industrial Crops & Products. 2021. № 174. P. 114195. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114195
  14. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Вокурова Д.А., Иванов С.Н. // Рос. хим. журн. (Журн. рос. хим. об-ва). 2023. Т. 67. № 3. С. 63. doi: 10.6060/RCJ.2023673.9
  15. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Вокурова Д.А. // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 12. С. 91. doi: 10.6060/ivkkt.20236612.6814
  16. Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Loginova V.A. // Adsorption Science & Technology. 2014. № 5(32). P. 389.
  17. Fatullayeva S.S., Tagiyev D.B., Zeynalov N.A., et al. // Carbohydrate Research. 2024. № 545. P. 109255. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carres.2024.109255
  18. Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Telegin F.Y. // Materials Science & Engineering B - Advanced Functional Solid State Materials. 2021. 263. P. 114778. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2020.114778
  19. Хитозан / Под. ред. К.Г. Скрябина, С.Н. Михайлова, В.П. Варламова. М.: Центр "Биоинженения" РАН, 2013. 593 с.
  20. Hassan S.S.M., Abd El-Aziz M.E., Fayez Abd El-Salam, et al. // Intern. J. of Biological Macromolecules. 2024. № 255. P. 128007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128007
  21. Begum S., Yuhana N.Y., Saleh N.M., Shaikh Z. // Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. 2024. 7. P. 100516. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carpta.2024.100516
  22. Никифорова Т.Е., Габрин В.А., Разговоров П.Б. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. № 3(59). С. 231. DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185623700298.
  23. Ashraf A., Dutta J., Farooq A., et al. // J. of Molecular Structure. 2024. № 1309. P. 138225. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2024.138225
  24. Габрин В.А., Никифорова Т.Е. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. № 4(59). С. 364. DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185623700535
  25. Никифорова Т.Е., Габрин В.А., Козлов В.А. // Пластические массы. 2023. № 7(1) С. 47-52. DOI: https://doi.org/10.35164/0554-2901-2023-7-8-47-52
  26. Patel P.K., Pandey L.M., Uppaluri R.V.S. // Environmental Research. 2024. 240. P. 117502. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.117502
  27. Khumalo S.M., Bakare B.F. // J. of Hazardous Materials Advances. 2024. № 13. P. 100404. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2024.100404
  28. Omran K.A., El-Aassar M.R., Ibrahim O.M., et al. // Desalination and Water Treatment. 2024. № 317. P. 100294. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dwt.2024.100294
  29. Рязанова Т.В. // Лесной журнал. 1997. № 4. С. 71.
  30. Кокотов Ю.А. Равновесие и кинетика ионного обмена. Л.: Химия, 1970. 336 с.
  31. Ахназарова С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М.: Высш. школа, 1985. 327 с.
  32. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. М., 2012.

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).