Синтез наночастиц оксида цинка при переработке гальванических шламов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Впервые показана возможность синтеза наночастиц оксида цинка при переработке гальванических шламов методом микроэмульсионного выщелачивания и последующего осаждения наночастиц в этой микроэмульсии. На модельных системах с ZnO и Zn(OH)2 изучено выщелачивание цинка в обратные микроэмульсии в системе додецилсульфат натрия–бутанол-1–керосин–вода, содержащие в качестве экстрагента ди(2-этилгексил)фосфорную кислоту, капроновую кислоту или смесь трибутилфосфата и уксусной кислоты. Наилучшие результаты выщелачивания получены для микроэмульсии с ди(2-этилгексил)фосфорной кислотой. На модельной системе гидроксид цинка, загрязненный гидроксидом железа(III), показана возможность селективного извлечения цинка в микроэмульсию. Разработан метод синтеза наночастиц, включающий микроэмульсионное выщелачивание цинка, отделение непрореагировавшей твердой фазы, осаждение наночастиц ZnO из микроэмульсии водным раствором NaOH, отделение осадка, его промывание и высушивание. При использовании модельной системы с ZnO этим методом синтезированы сферические наночастицы диаметром 34 ± 9 нм (по данным просвечивающей электронной микроскопии), анализ дифрактограммы показал, что был получен ZnO.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. М. Мурашова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Автор, ответственный за переписку.
Email: namur_home@mail.ru
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

М. Ю. Купцова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: namur_home@mail.ru
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

П. О. Токарев

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: namur_home@mail.ru
Россия, Миусская пл., 9, Москва, 125047

Список литературы

  1. Систер В.Г., Клушин В.Н., Родионов А.И. Переработка и обезвреживание осадков и шламов. М.: Дрофа, 2008. 248 с.
  2. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 36-2017 “Обработка поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических и химических процессов”. М.: Бюро НДТ, 2017. 228 с.
  3. Jha M.K., Kumar V., Singh R.J. // Resour. Conserv. Recycl. 2001. V. 33. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/S0921-3449(00)00095-1
  4. Krishnan S., Zulkapli N.S., Kamyab H. et al. // Environ. Technol. Innovation. 2021. V. 22. P. 101525. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101525
  5. Lobato N.C.C., Villegas E.A., Mansur M.B. // Resour. Conserv. Recycl. 2015. V. 102. P. 49. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2015.05.025
  6. Brar K.K., Magdouli S., Othmani A. et al. // Environ. Res. 2022. V. 207. P. 112202. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112202
  7. Hernández-Saravia L.P., Carmona E.R., Villacorta A. et al. // Green Chem. Lett. Rev. 2023. V. 16. № 1. P. 2260401. https://doi.org/10.1080/17518253.2023.2260401
  8. Deep A., Sharma A.L., Mohanta G.C. et al. // Waste Manage. 2016. V. 51. P. 190. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.01.033
  9. Томина Е.В., Дмитренков А.И., Жужукин К.В. // Изв. вузов. Лесной журн. 2022. № 4. С. 173. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-173-184
  10. Серцова А.А., Маракулин С.И., Юртов Е.В. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2015. Т. 59. № 3. С. 78.
  11. Kumar M., Bansal M., Garg R. // Mater. Today: Proc. 2021. V. 43. № 2. P. 892. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.215
  12. Бакина О.В., Чжоу В.Р., Иванова Л.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 3. С. 401. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601249
  13. Jiang Z., Liu B., Yu L. et al. // J. Alloys Compd. 2023. V. 956. P. 170316. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170316
  14. Rakshir A.K., Naskar B., Moulik S.P. // Current Science. 2019. V. 116. № 6. P. 898. https://doi.org/10.18520/cs/v116/i6/898-912
  15. Jalali-Jivan M., Garavand F., Jafari S.M. // Adv. Colloid Interface Sci. 2020. V. 283. P. 102227. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102227
  16. Мурашова Н.М., Купцова М.Ю. // Хим. пром. сегодня. 2019. № 6. С. 64.
  17. Товстун С.А., Разумов В.Ф. // Успехи химии. 2011. Т. 80. № 10. С. 966. https://doi.org/10.1070/RC2011v080n10ABEH004154
  18. Hingorani S., Pillai V., Kumar P. et al. // Mater. Res. Bull. 1993. V. 28. № 12. P. 1303. https://doi.org/10.1016/0025-5408(93)90178-G
  19. Юртов Е.В., Мурашова Н.М. // Хим. технология. 2010. Т. 11. № 8. С. 479.
  20. Murashova N.M., Levchishin S.Yu., Yurtov E.V. // Hydrometallurgy. 2018. V. 175. P. 278. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.12.012
  21. Плетнев И.В., Смирнова С.В., Шаров А.В. и др. // Успехи химии. 2021. Т. 90. № 9. С. 1109. https://doi.org/10.1070/RCR5007?locatt=label:RUSSIAN
  22. Мурашова Н.М., Левчишин С.Ю., Юртов Е.В. // Хим. технология. 2011. Т. 12. № 7. С. 405.
  23. Полякова А.С., Мурашова Н.М., Юртов Е.В. // Журн. прикл. химии. 2020. Т. 93. № 2. С. 249. https://doi.org/10.31857/S0044461820020139
  24. Solvent Extraction Principles and Practice / Eds. Rydberg J., Cox M., Musikas C., Choppin G.R. N.Y., Basel. 2004. 723 p.
  25. Silva J.E., Paiva A.P., Soares D. et al. // J. Hazard. Mater. 2005. V. 120. № 1–3. P. 113. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.12.008
  26. Pereira D.D., Rocha S.D.F., Mansur M.B. // Sep. Purif. Technol. 2007. V. 53. № 1. P. 89. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2006.06.013
  27. Vahidi E., Rashchi F., Moradkhani D. // Miner. Eng. 2009. V. 22. № 2. P. 204. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2008.05.002
  28. Федорова М.И., Левина А.В., Заходяева Ю.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 7. С. 1000. https://doi.org/10.31857/S0044457X22070091
  29. Чекмарев А.М., Синегрибова О.А., Кушнерев А.В и др. // Коллоид. журн. 1997. Т. 59. № 3. С. 399.
  30. Мурашова Н.М., Левчишин С.Ю., Юртов Е.В. // Хим. технология. 2012. V. 13. № 1. С. 19.
  31. Bai S., Chen L., Chen S. et al. // Sens. Actuators B. 2014. V. 190. P. 760. https://doi.org/10.1016/j.snb.2013.09.032
  32. Li X., He G., Xiao G. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2009. V. 333. № 2. P. 465. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.02.029
  33. Sarkar D., Tikku S., Thapar V. et al. // Colloids Surf. A. 2011. V. 381. № 1–3. P. 123. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.03.041
  34. Liu Y., Lv H., Li S. et al. // Mater. Charact. 2011. V. 62. № 5. P. 509. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2011.03.010
  35. Yu X., Xu S., Han Y. et al. // Cryst. Res. Technol. 2012. V. 47. № 7. P. 754. https://doi.org/10.1002/crat.201100635
  36. Pineda-Reyes A.M., Olvera M. de la L. // Mater. Chem. Phys. 2018. V. 203. P. 141. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.09.054
  37. Мурашова Н.М., Полякова А.С., Купцова М.Ю., Токарев П.О. Пат. России № 2799182 // Бюл. изобр. 2023. № 19. С. 361.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости концентрации цинка в МЭ от времени выщелачивания (модельная система с ZnO) для МЭ, содержащих различные экстрагенты: 1 – Д2ЭГФК; 2 – капроновая кислота; 3 – ТБФ + уксусная кислота. Температура выщелачивания 80С.

Скачать (68KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости концентрации цинка в МЭ от времени выщелачивания (модельная система с Zn(OH)2) для МЭ, содержащих различные экстрагенты: 1 – Д2ЭГФК; 2 – капроновая кислота. Температура выщелачивания 80С.

Скачать (53KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости степени извлечения металлов (кривые 1 и 3) и их концентрации в МЭ (кривые 2 и 4) от времени выщелачивания. Металлы: 1 и 2 – цинк, 3 и 4 – железо. Температура выщелачивания 80С.

Скачать (92KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости степени извлечения металлов (кривые 1 и 3) и их концентрации в МЭ (кривые 2 и 4) от времени выщелачивания. Металлы: 1 и 2 – цинк, 3 и 4 – железо. Температура выщелачивания 50С.

Скачать (95KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема синтеза НЧ ZnO при переработке гальванических шламов.

Скачать (153KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Результаты просвечивающей электронной микроскопии НЧ, полученных в МЭ после выщелачивания (модельная система с ZnO): микрофотография (а) и гистограмма распределения по размерам (б).

Скачать (105KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Дифрактограмма образца НЧ, полученных в МЭ после выщелачивания (модельная система с ZnO). Пики, характерные для ZnO, отмечены звездочками.

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024