Журнал неорганической химии, 2022, T. 67, № 8, стр. 1095-1107

Комплексообразование в процессе сорбции ионов палладия(II) химически модифицированными кремнеземами

Т. М. Буслаева a*, Г. В. Эрлих b, Е. В. Волчкова a, П. Г. Мингалев b, Н. С. Панина c

a МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова)
119571 Москва, пр-т Вернадского, 86, Россия

b Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет
119991 Москва, Ленинские горы, 1, Россия

c Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)
190013 Санкт-Петербург, Московский пр-т, 26, Россия

* E-mail: buslaevatm@mail.ru

Поступила в редакцию 19.01.2022
После доработки 31.01.2022
Принята к публикации 03.02.2022

Аннотация

Исследовано комплексообразование в процессе сорбции ионов палладия(II) из хлоридных сред химически модифицированными кремнеземами. Указанные сорбенты, благодаря использованию для их синтеза мезопористых кремнеземов со средним диаметром пор >10 нм, не изменяют своего объема в водных и органических средах и обладают высокими массообменными характеристиками. Получены зависимости сорбции ионов Pd(II) из хлоридных растворов в статических условиях в зависимости от времени, концентрации HCl, иона Cl; построены изотермы сорбции. На основании экспериментальных данных сделан вывод о координационном механизме сорбции, который доказан совокупностью спектральных методов (ИК-, УФ-Vis- и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия). Выполнено моделирование структуры серосодержащих сорбентов и их комплексов с палладием квантово-химическим методом DFT M06 в базисе def2tzvp в газовой фазе и с учетом растворителя H2O. Проведенные расчеты позволили обосновать характер зависимости сорбции от концентрации кислоты и подтвердить возможность образования в фазе кремнезема, модифицированного тиосалициловой и меркаптоуксусной кислотами, комплексов палладия(II) с бидентатной координацией лигандов.

Ключевые слова: комплексные хлориды палладия, серосодержащие лиганды, спектральные методы, квантово-химическое моделирование

Список литературы

  1. Ehrlich G.V., Buslaeva T.M., Marutina T.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 14. P. 1797. https://doi.org/10.1134/S0036023617140030

  2. Bodnar N.M., Buslaeva T.M., Ehrlich G.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 4. P. 586. https://doi.org./10.1134s0036023621040045 [Боднарь Н.М., Буслаева Т.М., Эрлих Г.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 4. С. 549.]

  3. Giovanna N., Goosey E., Yildiz D.S. et al. // Johnson Mattey Technol. Rev. 2021. V. 65. № 1. P. 127. https://doi.org/10.1595/205651321X16057842276133

  4. Didukh-Shadrina S.L., Losev V.N., Maznjak N.V., Trofimchuk A.K. // J. Anal. Chem. 2019. V. 74. № 8. P. 738. [Дидух-Шадрина С.Л., Лосев В.Н., Мазняк Н.В., Трофимчук А.К. // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 8. С. 574.]https://doi.org/10.1134/S1061934819080069

  5. Dubenskiy A.S., Yakurnova E.D., Krasilnikova Yu.A. et al. // Analyt. Lett. 2020. V. 53. № 8. P. 1266. https://doi.org/10.1080/00032719.2019.1700994

  6. Kimuro T., Gandhi M.R., Kunda U.M.R. et al. // Hydrometallurgy. 2017. V. 171. P. 254. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.05.022

  7. Rao K.U.M., Yamada M. // Sep. Sci. Technol. 2017. V. 52. № 7. P. 1153. https://doi.org/10.1080/01496395.2017.1281953

  8. Anpilogova G.R., Murinov Yu.I. // Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 94. № 3. P. 316. [Анпилогова Г.Р., Муринов Ю.И. // Журн. прикл. химии. 2021. Т. 94. № 3. С. 324.]https://doi.org/10.1134/S107042722103006X

  9. Chassary P., Vincent T., Marcano J.S., Macaskie L.E. // Hydrometallurgy. 2005. V. 76. № 1. P. 131. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2004.10.004

  10. Petrova Y.S., Pestov A.V., Usoltseva M.K. et al. // Sep. Sci. Technol. 2019. V. 56. № 1. P. 42. https://doi.org/10.1080/01496395.2018.1505912

  11. Wang S., Vincent T., Roux J.-C et al. // Chem. Eng. J. 2017. V. 325. P. 521. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.05.103

  12. Dalnova O.A., Dalnova Y.S., Baranovskaya V.B., Karpov Y.A. // J. Analyt. Chem. V. 73. № 3. P. 221. [Дальнова О.А., Барановская В.Б., Дальнова Ю.С., Карпов Ю.А. // Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 3. С. 181.]https://doi.org/10.1134/S1061934818030036

  13. Liu Y., Lin S., Liu Y. et al. // Small (Nano micro). 2019. V. 15. № 10. P. 1805242. https://doi.org/10.1002/sml.201805242

  14. Qin Zhang, Muhar Chen, Lijiang Zhang et al. // Molecules. 2018. V. 23. № 8. P. 2086. https://doi.org/10.3390/molecules23082086

  15. Voronkov M.G., Vlasova N.N., Oborina E.N., Belousova L.I. // Russ. Chem. Bull. 2016. V. 65. № 1. P. 245. [Воронков М.Г., Власова Н.Н., Оборина Е.Н., Белоусова Л.И. // Изв. АН. Сер. хим. 2016. № 1. С. 245.]https://doi.org/10.1007/s11172-016-1292-4

  16. Ermakova T.G., Kusnetsova N.P., Prozorova G.F. et al. // Russ. Chem. Bull. 2017. V. 66. № 6. P. 1104. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1861-1

  17. Li M., Tang Si, Feng Jian et al. // Metall. Mater. Trans. B.V. 50. P. 2747. https://doi.org/10.1007/s11663-019-01697-8

  18. Losev V., Elsuf’ev E., Borodina E. et al. // Minerals. 2021. V. 11. P. 481. https://doi.org/10.3390/min11050481

  19. Kapitanova E.I., Sinelshchikova A.R., Petrova Y.S. et al. // Russ. Chem. Bull. 2021. V. 70. № 6. P. 1161. [Капитанова Е.И., Синельщикова А.Р., Петрова Ю.С. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2021. № 6. С. 1161.]https://doi.org/10.1007/s11172-021-3199y

  20. Alifkhanova L.M., Lopunova K.Y., Marchuk A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 6. P. 909. [Алифханова Л.М.К., Лопунова К.Я., Марчук А.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 6. С. 814.]https://doi.org/10.1134/S0036023621060024

  21. Brauer G. // Manual of inorganic synthesis in 6 volumes. V. 5. M.: Mir, 1985. 360 p.

  22. Buslaeva T.M., Bodnar N.M., Gromov S.P. et al. // Russ. Chem. Bull. 2018. V. 67. P. 1190. [Буслаева Т.М., Боднарь Н.М., Громов С.П. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2018. № 7. С. 1190.]https://doi.org/10.1007/s11172-018-2200-x

  23. Пат. РФ RU 2698656 с приоритетом от 25.02.2019. Опубл. 28.08.2019.

  24. Khabibullina G.R., Buslaeva T.M., Fedotova E.S. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. V. 87. P. 963. https://doi.org/10.1134/S1070363217050127

  25. Zhao Y., Truhlar D.G. // Theor. Chem. Account. 2008. V. 120. № 1. P. 215. https://doi.org/10.1007/s00214-007-0310-x

  26. Weigend F., Ahlrichs R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. V. 7. № 18. P. 3297. https://doi.org/10.1039/B508541A

  27. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al. Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2016.

  28. Miertus S., Scrocco E., Tomasi J. // Chem. Phys. 1981. V. 55. № 1. P. 117. https://doi.org/10.1016/0301-0104(81)85090-2

  29. Tomasi J., Persico M. // Chem. Rev. 1994. V. 94. № 7. P. 2027. https://doi.org/10.1021/cr00031a013]

  30. https://www.chemcraftprog.com/ru

  31. US patent 4,959,153. 1990.

  32. US patent 5,039,419. 1991.

  33. Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination compounds. A Wiley Interscience Publication, 2009. 432 p.

  34. Буслаева Т.М., Симанова С.А. Аналитическая химия металлов платиновой группы. М.: Комкнига, 2005. 592 с. ISBN 5-484-00161-7

  35. Diaz-Aunon J.A., Garcia-Martinez J., Roman-Martinez M.C., Salinas-Martinez de Lecea C. // Catalysis Lett. 2001. V. 76. № 1–2. P. 41. https://doi.org/10.1023/A:1016732208513

  36. Нефедов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений. Справочник. М.: Химия, 1984. 55 с.

  37. Ivanova A.S., Slavinskaja E.M., Stonkus O.A. et al. // Kinet. Catal. 2013. V. 54. № 1. P. 81. [Иванова А.С., Славинская Е.М., Стоункус О.А. и др. // Кинетика и катализ. 2013. Т. 54. № 1. С. 85.]https://doi.org/10.1134/S0023158413010084

  38. Boronin A.I., Slavinskaya E.M., Danilova I.G. et al. // Catalysis Today. 2009. № 144. C. 201. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.01.035

  39. Wiberg K.B. // Tetrahedron. 1968. V. 24. № 3. P. 1083. https://doi.org/10.1016/0040-4020(68)88057-3

  40. Sanderson R.T. Chemical Bonds and Bond Energy. N.Y.: Acad. Press, 1976. 225 p.

  41. Panina N.S., Belyaev A.N., Eremin A.V. et al. // Russ. Chem. Bull. 2012. V. 61. № 4. P. 796. [Панина Н.С., Беляев А.Н., Еремин А.В. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2012. № 4. С. 794.]https://doi.org/10.1007/s1172-012-0110-x

Дополнительные материалы отсутствуют.