Разработка технологии применения наноструктурированных комплексов на основе тяжелых металлов в строительных растворах
Автор: Ильин Владимир Михайлович, Боев Евгений Владимирович, Исламутдинова Айгуль Акрамовна, Аминова Эльмира Курбангалиевна
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Применение наноматериалов и нанотехнологий в строительстве
Статья в выпуске: 5 т.14, 2022 года.
Бесплатный доступ
Введение. Тяжелые металлы (медь, цинк, никель, свинец, хром, кобальт, кадмий) попадают в строительные материалы с природным и техногенным сырьем. Химический и минералогический состав крупнотоннажных отходов нефтехимической отрасли прекрасно подходит для производства строительных материалов. Присутствие тяжелых металлов в составе строительных композиций обеспечивает высокую прочность и морозостойкость. В настоящее время наноструктурированные металлсодержащие комплексы применяются в производстве строительных растворов, поэтому необходимо обеспечить надежное связывание тяжелых металлов в структурно устойчивые соединения, чтобы не происходила их эмиссия и вторичное загрязнение окружающей среды. Особый интерес исследователей вызывают ежегодно увеличивающиеся объемы шламмонакопителей, содержащие высокие концентрации тяжелых металлов, таких как хром Cr (+6), медь Си (+2), свинец Pb (+2), железо Fe (+2) и Fe (+3). Квалифицированное извлечение перечисленных металлов и связывание их в качестве нанокомпонентов в составе комплексообразователя обеспечит создание наноструктурной композиции в рецептуре приготовления строительного раствора различного назначения. Методы и материалы. Основным способом выделения тяжелых металлов являются сорбционные методы. В работе предложен способ получения алкиленаминополикарбоновых кислот и изучена его способность образовывать нанометаллические комплексные соединения для извлечения тяжелых металлов. Результаты и обсуждение. Проведены исследования эффективности полученных соединений - карбоксиметильных производных гексамина в качестве наноструктурированных комплексообразрвателей для связывания наночастиц металлов в нефтешламе. Подобраны оптимальные условия синтеза и доказана структура полученных комплексообразователей методами инфракрасного и ультрафиолетового излучения, а также методом ядерно-магнитного резонанса. Заключение. Полученные наностуктурированные добавки обладают связывающими свойствами, обеспечивающими высокое сцепление тяжелого металла с органическим субстратом и компонентами строительного раствора, что позволяет обеспечить прочную композицию, сохраняющую эксплуатационные свойства, удовлетворяющие техническим требованиям.
Наноструктурированные комплексы, строительные растворы, нитрил акриловой кислоты, монохлоруксусная кислота, пиперазин, этилендиамин, бензимидазол, тяжелые металлы
Короткий адрес: https://sciup.org/142236265
IDR: 142236265 | DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-5-398-404
Список литературы Разработка технологии применения наноструктурированных комплексов на основе тяжелых металлов в строительных растворах
- Parshall G.W. Intramolecular Aromatic Substitution in Transition Metal Complexes // Accounts of Chemical Research. – 1970. – Vol. 3 (4). – P. 139–144.
- Dehand J., Pfeffer M. Cyclometallated compounds // Coordination Chemistry Reviews. – 1976. – Vol. 18 (3). – P. 327–352.
- Shilov A.E., Shul’pin G.B. Activation of C–H bonds by metal complexes // Chemical Reviews. – 1997. – Vol. 97 (8). – P. 2879–2932.
- Peris E., Crabtree R.H. Key factors in pincer ligand design // Chemical Society Reviews. – 2018. – Vol. 47 (6). – P. 1959–1968.
- Selander N., Szabó K.J. Catalysis by palladium pincer complexes // Chemical Reviews. – 2011. – Vol. 111 (3). – P. 2048–2076.
- González-Sebastián L., Morales-Morales D. Cross-coupling reactions catalysed by palladium pincer complexes. A review of recent advances // Journal of Organometallic Chemistry. – 2019. – Vol. 893. – P. 39–51.
- Kumar L. M., Bhat B. R. Cobalt pincer complex catalyzed Suzuki-Miyaura cross coupling–A green approach // Journal of Organometallic Chemistry. –2017. – Vol. 827. – P. 41–48.
- Albrecht M., Van Koten G. Platinum group organometallics based on “pincer” complexes: Sensors, switches, and catalysts // Angewandte Chemie – International Edition. – 2001. – Vol. 40 (20). – P. 3750–3781.
- Motolko K.S., Price J.S., Emslie D.J., Jenkins H.A., Britten J.F. Zirconium complexes of a rigid, dianionic pincer ligand: Alkyl cations, arene coordination, and ethylene polymerization // Organometallics. – 2017. – Vol. 36 (16). – P. 3084–3093.
- Obligacion J.V., Chirik P.J. Earth-abundant transition metal catalysts for alkene hydrosilylation and hydroboration // Nature Reviews Chemistry. – 2018. – Vol. 2 (5). – P. 15–34.
- МУ 2.1.674-97. Санитарно-гигиеническая оценка стройматериалов с добавлением промотходов. М.: Минздрав России. 1997. 40 с.
- СанПиН 2.1.3684-21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий» (с изменениями на 14 февраля 2022 года)
- Шадрунова И.В., Минеева И.А., Шадрунов В.А. Роль и механизм действия органических комплексообразователей при сернокислотном выщелачивании медных и медно-цинковых руд: Тезисы докладов Международной научнотехнической конференции. Магнитогорск. 2001. С. 77
- Бека М., Надьпал И. Исследование комплексообразования новейшими методами. M.: Мир, 1989. 413 с.
- Бьеррум Я. Образование амминов металлов в водном растворе. M.: Изд. иност. литературы, 1961. 308 c.
- Координационная химия редкоземельных элементов // Метод. пособие под ред. Спицына В.И., Мартыненко JI. И. М.: Изд. МГУ, 1974. С. 17.
- Fidelis I., Siekierski S. On the regularities or tetrad effect in complex formation by f-electron elements. A doubledouble effect // J. Inorg. Nucl. Chem. – 1971. – V. 33. – P. 3191–3194.
- Nugent L.J. Theory of the tetrad effect in the lanthanide (III) and actinide (III) series // J. Inorg. Nucl. Chem. – 1970. – V. 32. – P. 3485–3490.
- Peppard D.F., Mason G.W., Lewis S. A tetrad effect in the liquid-liquid extraction ordering of lanthanide (III) // J. Inorg. Nucl. Chem. – 1969. – V. 31. P. 2271–2272.
- Бьеррум Я. Образование амминов металлов в водном растворе. M.: Изд. иност. литературы, 1961. 308 c.
- Координационная химия редкоземельных элементов // Метод, пособие под ред. Спицына В.И., Мартыненко JI. И. М.: Изд. МГУ, 1974. С. 17.
