Анотація до роботи:

Коркуна О.Я. Сорбційне концентрування Pd(II) на клиноптилоліті i морденіті та його застосування в аналізі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.02 – аналітична хімія. – Український державний хіміко-технологічний університет. Дніпропетровськ, 2005.

Дисертаційна робота присвячена вивченню сорбційного концентрування Pd(ІІ) на закарпатських клиноптилоліті та морденіті з метою розробки нових методик вилучення та визначення його мікрокількостей в багатокомпонентних об’єктах. Встановлено оптимальні умови сорбції Pd(II) з нітратних та аміачних розчинів на природному клиноптилоліті та морденіті та їхніх Н-формах в статичних умовах сорбції. Визначено час встановлення сорбційної рівноваги Pd(II) на природному та Н-клиноптилоліті. Побудовано ряди ефективності витіснення іонообмінних катіонів в процесі кислотної модифікації клиноптилоліту та морденіту, а також під час сорбції Pd(II) на природних та Н-цеолітах. Встановлено оптимальні умови сорбції Pd(II) на природному та Н-клиноптилоліті в динамічних умовах. Визначено сорбційну ємність усіх досліджуваних форм сорбентів. Досліджено умови десорбції Pd(II) з різних форм закарпатських цеолітів. На основі проведених структурних досліджень природних, модифікованих цеолітів та цеолітів із сорбованим Pd(ІІ) зроблено оцінку можливих механізмів сорбції Pd(ІІ) на них. Проведено модифікацію клиноптилоліту органічними реагентами комплексантами на Pd(II) 1-(2-піридилазо)-2-нафтолом та хромазуролом S шляхом іммобілізації, а також вперше отримано клиноптилоліт з прищепленими групами ацетилацетону та діоксиму ацетилацетону, отриманими шляхом постадійного синтезу. Розроблено методики концентрування та відокремлення Pd(II) Н-клиноптилолітом у модельних розчинах, в радіодеталях на основі бронзи і ювелірних сплавах та Н-морденітом в модельних розчинах, що містили Pt(IV), Ir(IV), Os(VI), Ru(IV), Rh(IV), Fe(III), Mn(II), Cu(II), Pb(II), Al(III) в статичних умовах сорбції. В динамічних умовах сорбції розроблено методику концентрування та визначення мікрокількостей Pd(ІІ) на природному клиноптилоліті у зливних та змивних водах ювелірного виробництва.

1. На основі аналізу літературних джерел, присвячених концентруванню Pd(ІІ), встановлено, що розробка селективних методик, призначених для сорбції мікрокількостей Pd(ІІ) з нітратних та аміачних середовищ з використанням недорогих, доступних, хімічно та термостійких природних цеолітів є актуальною. Оскільки більшість наявних методик призначена для сукупного вилучення іонів платинової групи, в основному із хлоридних середовищ на нестійких синтетичних сорбентах.

2. Вперше досліджено сорбцію Pd(ІІ) на природному та H-клиноптилоліті. Встановлено оптимальні умови сорбції Pd(ІІ) в статичному режимі в залежності від рН розчину в аміачному та нітратному середовищах; від розміру зерен сорбенту, маси сорбенту, термічної обробки сорбенту та впливу сторонніх компонентів. Показано, що обидві форми клиноптилоліту є більш селективними сорбентами Pd(II) в аміачному середовищі, ніж в нітратному, однак природний сорбент володіє меншою сорбційною ємністю, ніж його Н-форма в обох середовищах. Вивчено, що кислотна модифікація прискорює час встановлення сорбційної рівноваги на клиноптилоліті. Найбільш ефективними десорбентами Pd(II) з обох форм є HCl та NaCl.

3. Вперше досліджено вплив різних факторів на сорбцію Pd(ІІ) на природному та Н-морденіті у статичних умовах сорбції. Встановлено, що обидві форми морденіту мають вищу сорбційну здатність стосовно Pd(II) в нітратному середовищі. Термічна обробка сприяє підвищенню сорбції Pd(ІІ) природним морденітом, на відміну від його Н-форми. Виявлено, що платинові метали при вмістах <100-кратних надлишків практично не впливають на сорбцію Pd(ІІ) на морденіті. Показано, що Н-морденіт має вищу сорбційну ємність стосовно Pd(II), ніж його природний аналог у нітратних розчинах. Знайдено ефективні десорбенти Pd(II) з Н-морденіту.

4. Побудовано ряди ефективності витіснення іонообмінних катіонів в процесі кислотної модифікації 12,0 М НСl клиноптилоліту та 3,0 М НСlО₄ морденіту: K⁺>Na⁺>Mg²⁺>>Fe³⁺>Ca²⁺>>Mn²⁺ і Ca²⁺>Na⁺»K⁺>Mg²⁺>Fe³⁺>>Fe²⁺>Mn²⁺ відповідно. Отримано ряди ефективності іонного обміну Pd(II) з іонообмінними катіонами в процесі його сорбції на природному клиноптилоліті: Na⁺>Ca²⁺>>Mg²⁺>>Fe²⁺>Al³⁺>K⁺ (рН=4,2) і Ca²⁺>K⁺>Na⁺>Mg²⁺>>Al³⁺ (рН=10,0) та на Н-клиноптилоліті: Na⁺>Ca²⁺>>H⁺>Mg²⁺>>K⁺>Al³⁺ (рН=4,2) і Ca²⁺>K⁺>Mg²⁺>>Na⁺>Al³⁺ (рН=10,0). Для природного та Н-морденіту вони подібні.

5. Вперше досліджено сорбцію Pd(ІІ) на природному клиноптилоліті в динамічному режимі сорбції. Встановлено оптимальні умови сорбції Pd(II) в залежності від рН розчинів, термічної обробки сорбенту та його дисперсності та швидкості протікання розчинів Pd(II) через сорбент. Порівняння сорбціїї Pd(II) на клиноптилоліті в динамічних та статичних умовах показало, що в динамічних умовах сорбція є селективнішою. Ємність природного клиноптилоліту в динамічних умовах, як і в статичних є вищою в аміачному середовищі.

6. Проведені дослідження структури природних та Н-цеолітів методами: низькотемпературної адсорбції/ десорбції азоту, електронної мікроскопії, рентгеноструктурного аналізу, ІЧ спектроскопії Фур’є, термогравіметрії показали, що при кислотній обробці не відбувається руйнування каркасу цеоліту внаслідок значного деалюмінування, однак зростає кількість мезопорів, які беруть активну участь в сорбції Pd(ІІ). Вперше встановлено можливі механізми взаємодії Pd(ІІ) з поверхнею цеолітів при різних умовах сорбції.

7. Проведено концентрування та відокремлення Pd(II) Н-клиноптилолітом у модельних розчинах, в радіодеталях на основі бронзи та ювелірних сплавах у статичних умовах сорбції, а також у зливних розчинах відходів ювелірного виробництва з наступним його визначенням осцилополярографічним методом у динамічних умовах. Розроблені методики впроваджені на ДП ЛДЗ "ЛОРТА" та Львівському державному ювелірному заводі. Розроблено методики сорбції мікрокількостей Pd(II) на Н-морденіті у модельних розчинах.

8. Вперше досліджено сорбцію Pd(II) природним та Н-клиноптилолітом з іммобілізованими групами 1-(2-піридилазо)-2-нафтолу та хромазуролу S. Проведено прищеплення діоксиму ацетилацетону шляхом постадійного синтезу реагентів до поверхні Н-клиноптилоліту. На синтезованих зразках встановлено можливість сорбції Pd(II) з нітратних та хлоридних розчинів та розроблено тест-метод його визначення. Найвищою сорбційною ємністю володіє Н-клиноптилоліт з прищепленими групами ацетилацетону, яка складає 32610 мкг/г сорбенту.

Основний зміст дисертації викладено у роботах:

1. Vrublevska T.Ya., Vronska L.V., Korkuna O.Ya., Matviychouk N.M. Adsorption сoncentration of рlatinum мetals by сlinoptilolite // Adsorp. Sci. Technol.-1999.-V. 17, №1.-P. 29-35.

Особистий внесок здобувача: дослідження впливу рН, сторонніх іонів на сорбцію паладію (ІІ) природним клиноптилолітом в динамічних умовах; спільно із Матвійчук Н. виготовлення розчинів та приготування сорбенту до сорбції; спільно із асп. Вронською Л. дослідження впливу різних факторів на сорбцію рутенію (IV) та полярографічне детекування вмісту Pd(II) i Ru (IV) після сорбції; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

2. Врублевская Т.Я., Вронская Л.В., Матвийчук Н.М., Коркуна О.Я. Сорбция ионов паладия из водных растворов клиноптилолитом // Хим. и технол. воды.- 1999.-Т.21, №4.-С.414-418.

Особистий внесок здобувача: дослідження умов сорбції паладію (ІІ) природним клиноптилолітом, розробка методики сорбційного концентрування Pd(II) на клиноптилоліті в динамічних умовах, апробація методики; спільно із Матвійчук Н. виготовлення розчинів та приготування сорбенту до сорбції; спільно із асп. Вронською Л. полярографічне детектвання вмісту Pd(II) після сорбції; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

3. Врублевська Т.Я., Коркуна О.Я. Модифікування природного цеоліту-клиноптилоліту нітратною кислотою // Вісник ДУ “Львівська Політехніка”, Сер. Хімія, технологія речовин та їх застосування.-2000.-№395.-С.100-102.

Особистий внесок здобувача: дослідження впливу умов модифікування нітратною кислотою природного клиноптилоліту на сорбцію паладію (ІІ) та десорбції паладію (ІІ) з Н-клиноптилоліту в статичних умовах сорбції; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

4. Коркуна О., Врублевська Т. Вплив різних факторів на сорбцію паладію (ІІ) природним клиноптилолітом у динамічних умовах // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. хім.- 2002.- Вип. 41. - С.134-138.

Особистий внесок здобувача: дослідження впливу розміру зерен природного клиноптилоліту, термічної обробки сорбенту, швидкості руху розчинів через сорбент на сорбцію паладію (ІІ) в динамічних умовах; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

5. Vrublevska T., Korkuna O. Palladium (II) Sorptive separation by modified clinoptilolite // Chem. Anal. (Warsaw).-2002.-Vol. 47, №6.-P. 945-950.

Особистий внесок здобувача: дослідження кінетики сорбції Pd(II) на Н-клиноптилоліті, впливу розміру зерен кислотномодифікованого клиноптилоліту на сорбцію паладію (ІІ) та визначення сорбційної ємності клиноптилоліту модифікованого різними мінеральними кислотами в статичних умовах сорбції; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

6. Врублевська Т.Я., Коркуна О.Я. Оптимальні умови концентрування Pd(II) на закарпатському морденті // Вопр. хим. хим. техн.- 2003.- №4.- С. 9-13.

Особистий внесок здобувача: дослідження впливу рН, розміру зерен сорбенту, термічної обробки природного морденіту, сольового фону на сорбцію паладію (ІІ) природним морденітом в статичних умовах; дослідження сорбції Pd(II) на морденіті, модифікованому різними мінеральними кислотами та впливу рН його розчинів на сорбцію Н-морденітом; обговорення одержаних результатів з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

7. Korkuna O., Skubiszewska-Ziba J., Leboda R., Vrublevs’ka T. Sorption of Pd (II) on some natural zeolites: mechanism and application in analysis // Proceedings of VII Polish-Ukrainian symposium theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological application, Lublin, 15-18 September, 2003.- P. 121-123.

Особистий внесок здобувача: встановлення оптимальних умов сорбції паладію (ІІ) на природному та кислотномодифікованому клиноптилоліті та морденіті: рН, розміру зерен сорбенту; термічної обробки природного морденіту, встановлення механізмів сорбції Pd(II) на цих сорбентах; спільно з д.х.н., проф. Лєбодою Р. та д.х.н., доц. Скубішевською-Зємбою Я. дослідження структурних та термічних властивостей досліджуваних сорбентів; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

8. Коркуна О., Врублевська Т. Вплив різних факторів на сорбцію паладію (ІІ) Н-морденітом в статичних умовах // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. хім.- 2004.- Вип. 44. - С.120-126.

Особистий внесок здобувача: дослідження впливу термічної обробки сорбенту, сольового фону, сторонніх іонів на сорбцію паладію (ІІ) Н-морденітом в статичних умовах, десорбції Pd(II) з Н-морденіту, розробка методики сорбційного концентрування Pd(II) на Н-морденіті в присутності іонів платинових металів; спільно із Теплою Н. виготовлення розчинів та приготування сорбенту до сорбції; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

9. Korkuna O.Ya. and Vrublevska T.Ya. Sorptive properties of natural and modified transcarpathian clinoptilolite and mordenite concerning palladium (II) // Proceedings of the 3rd international zeolite symposium (3rd FEZA). Part B. - Stud. Surf. Sci. Catal., Vol. 138 "Molecular sieves: from basic research to industrial applications", Edited by J. ejka, N. ilkovб, P. Nachtigall.- Amsterdam.: Elsevier, 2005.- Р. 1035-1042.

Особистий внесок здобувача: встановлення оптимальних умов сорбції Pd(ІІ) на природному та кислотномодифікованому клиноптилоліті та морденіті: рН, термічної обробки сорбентів, впливу сторонніх іонів, встановлення сорбційної ємності цеолітів, розробка методик сорбції Pd(II) на Н-формах цеолітів у модельних та реальних розчинах, вивчення сорбціїї Pd(II) на клиноптилоліті модифікованим органічними реагентами; обговорення одержаних результатів спільно з науковим керівником к.х.н., доц. Врублевською Т.Я., написання та оформлення статті.

10. Врублевська Т.Я., Вронська Л.В., Коркуна О.Я. Концентрування та розділення металів платинової групи природними сорбентами // Тези допов. Всеукр. конф. з аналіт хімії, Ужгород, 15-17 вересня, 1998.-С.99.

11. Vrublevska T.Ya., Vronska L.V., Korkuna O.Ya., Matviychouk N.M. Adsorption сoncentration of platinum metals by clinoptilolite // Collection of astracts of the 3^RD Polish-Ukrainian symposium “Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological application, L’viv, 22-24 september, 1998.- P. 75.

12. Врублевська Т., Коркуна О. Концентрування у вольтамперометричному аналізі благородних матеріалів // Збір. наук. праць сьомої наукової конференції "Львівські хімічні читання - 99".-Львів, 27-28 травня, 1999.- С. 72.

13. Коркуна О.Я., Воляник О.В., Тепла Н.М. Сорбційне концентрування Pd(II) модифікованим природним цеолітом-клиноптилолітом // Зб. тез допов. першої всеукр. конф. студент. і асп. “Сучасні проблими хімії”.-Київ, 18-19 травня, 2000.-С.14.

14. Vrublevska T.Ya., Korkuna O.Ya. Palladium(II) sorptive separation by modified clinoptilolite // Theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological application: collection of abstracts / SCSRIO, Odessa, September 4-9, 2000.- P. 228.

15. Коркуна О., Врублевська Т. Сорбція Рd(II) клиноптилолітом в динамічних умовах // Збір. наук. праць восьмої наукової конференції "Львівські хімічні читання - 2001".-Львів, 24-25 травня, 2001.- С. А4.

16. Vrublevska T.Ya, Korkuna O.Ya. Natural and synthetic zeolites as sorbents for concentration Pd(II) at platinum metals presence // Book of abstracts of international conference "Functionalized Materials: Synthesis, Properties and Application" Kyiv, September, 24-29, 2002.-P. 248-249.

17. Коркуна О., Скубішевська-Зємба Я., Лєбода Р., Врублевська Т. Вплив модифікації на поверхневі та термічні властивості природних цеолітів // Збір. наук. праць дев’ятої наукової конференції "Львівські хімічні читання - 2003".-Львів, 21-23 травня, 2003.- С. A11.

18. Korkuna O., Leboda R., Vrublevska T. Investigation of mechanism of Pd(II) sorption by natural and modified zeolites // Proceedings of the 3d west Ukrainian symposium on adsorption and chromatography. L’viv, May, 25-28, 2003. - P. 71-72.

19. Коркуна О.Я., Врублевська Т.Я. Сорбционное концентрирование палладия (ІІ) закарпатским морденитом и его применение в анализе // Каталог реферат. и стат. междунар. форума «Аналитика и аналитики», Воронеж, 2-6 июня, 2003.- Т 2.- С. 368.

20. Korkuna O., Wrblevska T. Naturalny i modyfikowany mordenit jako sorbent wykorzystywany do adsorpcji jonw palladu (II) // Materiay XLVI zjazdu naukowego polskiego towarzystwa chemicznego i stowarzyszenia inynierw i technikw przemysu chemicznego, Lublin, 15-18 wrzenia, 2003.- S. 546.

21. Korkuna O., Vrublevska T., Leboda R. Obtaining and properties of Pd-containing transcarpathian zeolites // Мат. междунар. школы-семин. для молод. учен. “Наноматериалы в химии и биологии”, Киев, май, 18-21, 2004.-С.66.

22. Коркуна О.Я., Врублевська Т.Я. Сорбційне концентрування Pd(II) на клиноптилоліті і морденіті та його застосування в аналізі // Матеріали сесії наукової ради НАН України з проблеми “Аналітична хімія”. - Дніпропетровськ, травень, 2004.-С.30-31.

23. Коркуна О.Я., Врублевська Т.Я. Застосування органічних комплексантів для модифікації природного та Н-клиноптилоліту для сорбції Pd(II) // Мат. украинской конференции “Прикладная физическая химия”, Алушта, сентябрь, 14-18, 2004.-С.51.

24. Korkuna O.Ya., Vrublevska T.Ya. Static conditions of palladium (II) sorption by Transcarpathian clinoptilolite // Book of abstracts VIII Polish-Ukrainian symposium theoretical and experimental studies of interfacial phenomena and their technological application / SCSRIO, Odessa, September 19-24, 2004.- P. 138-142.

25. Korkuna O., Gryshchouk H., Vrublevs’ka T., Reschetilowski W. Ion exchangeable effectiveness of natural and acidic modified clinoptilolite and mordenite at palladium (II) sorption under static conditions // Book of Abstracts 17 Deutsche Zeolith-Tagung, Gieen, 2-4 Mдrz, 2005.- P. C9.

26. Korkuna O., Vrublevs’ka T. Sorbents for concentration of Pd(II): natural and modified transcarpathian clinoptilolite // Book of abstracts of international conference "Analytical chamistry and chemical analysis (AC&CA-05)" Kiev, September, 12-18, 2005.-P. 255.