Алкоксисилильные производные гуминовых веществ - синтез, строение и сорбционные свойства (1105546)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В. Ломоносова_____________________________________________Химический факультетНа правах рукописиКарпюк Леонид АлександровичАЛКОКСИСИЛИЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ:СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА02.00.03 –Органическая химия03.00.16 – ЭкологияДиссертация на соискание ученой степеникандидата химических наукНаучные руководители:доктор химических наук, профессорПерминова И.В.кандидат химических наукПономаренко С.А.Москва-20082СодержаниеВведение ................................................................................................................................. 51.Обзор литературы...............................................................................................................
81.1. Общая характеристика гуминовых веществ............................................................. 81.1.1. Элементный состав гуминовых веществ .......................................................... 101.1.2. Функционально-групповой состав гуминовых веществ ................................. 121.1.3. Характеристика структуры гуминовых веществ..............................................
141.1.4. Молекулярно-массовый состав гуминовых веществ....................................... 161.2. Методы химической модификации гуминовых веществ ...................................... 181.3. Связывающие свойства гуминовых веществ и их применение вприродоохранных технологиях....................................................................................... 231.3.1. Взаимодействие гуминовых веществ с металлами.......................................... 231.3.2.
Взаимодействие гуминовых веществ с органическими экотоксикантами.... 271.3.3. Проницаемые реакционные барьеры и использование гуминовыхматериалов для очистки грунтовых вод...................................................................... 291.4. Иммобилизация гуминовых веществ на различных минеральных фазах исорбционные свойства гуминовых пленок .................................................................... 311.4.1. Взаимодействие гуминовых веществ с минеральными иорганоминеральными комплексами ............................................................................
311.4.2. Иммобилизация гуминовых веществ на модифицированных силикагелях.. 341.4.3. Иммобилизация гуминовых веществ в минеральной матрице...................... 421.5. Функциональные органосиланы .............................................................................. 432.
Результаты и их обсуждение .......................................................................................... 562.1. Выделение и характеристика препаратов гуминовых веществ ............................ 562.1.1. Элементный состав исходных гуминовых веществ......................................... 562.1.2. Функциональный состав исходных гуминовых веществ................................ 572.1.3. Молекулярно-массовые характеристики исходных гуминовых веществ ..... 582.1.4. ИК-спектроскопическое исследование препаратов гуминовых веществ......
592.1.5.13С ЯМР спектроскопическое исследование исходных гуминовых веществ......................................................................................................................................... 612.2. Иммобилизация гуминовых веществ на модифицированных силикагелях........ 632.2.1. Синтез и характеристика модифицированных силикагелей...........................
642.2.2. Иммобилизация гуминовых веществ на модифицированных силикагелях.. 662.3. Алкоксисилилирование модельных соединений гуминовых веществ ................ 6932.3.1. Синтез алкоксисилильных производных модельных соединений гуминовыхвеществ ...........................................................................................................................
692.3.2. Строение и состав алкоксисилильных производных ароматическихоксикислот...................................................................................................................... 702.4. Получение и характеристика алкоксисилильных производных гуминовыхвеществ ..............................................................................................................................
772.4.1. Модификация гуминовых веществ с использованием3-аминопропилтриметоксисилана ............................................................................... 802.4.1.1. Изучение влияния мольного соотношения реагентов на свойствамодифицированных гуминовых веществ ................................................................ 802.4.1.2. Оптимизация условий проведения реакции модификации гуминовыхвеществ с помощью APTS.........................................................................................
952.4.1.3. Влияние растворителя на протекание реакции модификации гуминовыхвеществ с использованием APTS............................................................................ 1002.4.2. Модификация гуминовых веществ с использованием3-глицидоксипропилтриметоксисилана.................................................................... 1012.4.3. Модификация гуминовых веществ с использованием3-изоцианатопропилтриалкоксисиланов................................................................... 1062.5. Изучение сорбционной способности алкоксисилильных производныхгуминовых веществ на минеральных поверхностях...................................................
1152.5.1. Иммобилизация алкоксисилильных производных гуминовых веществ насиликагеле в безводной среде .................................................................................... 1152.5.2. Иммобилизация алкоксисилильных производных гуминовых веществ насиликагеле из водной среды....................................................................................... 1182.6. Оценка перспективности применения алкоксисилильных производныхгуминовых веществ в природоохранных технологиях............................................... 1262.6.1. Изучение сорбции липополисахарида на иммобилизованных на силикагелеалкоксисилильных производных гуминовых веществ ............................................ 1262.6.2. Оценка сорбционной способности алкоксисилильных производныхгуминовых веществ, иммобилизованных на силикагеле, по отношению кактинидам.....................................................................................................................
1283. Экспериментальная часть ............................................................................................. 1333.1. Реактивы и оборудование....................................................................................... 1333.1.1. Реактивы.............................................................................................................
1333.1.2. Оборудование .................................................................................................... 13543.2. Техника экспериментов .......................................................................................... 1363.2.1. Выделение гуминовых веществ ....................................................................... 1363.2.2.
Осушка растворителей...................................................................................... 1393.2.3. Методики модификации силикагеля 3-аминопропилтриметоксисиланом и3-изоцианатопропилтриметоксисиланом.................................................................. 1393.2.4. Методика иммобилизации гуминовых веществ на модифицированныхсиликагелях .................................................................................................................. 1403.2.5.
Методика модификации ароматических оксикислот функциональнымиорганосиланами ........................................................................................................... 1413.2.6. Методика модификации гуминовых веществ с помощью3-аминопропилтриметоксисилана ............................................................................. 1423.2.7. Методика проведения реакции ДМФА с APTS .............................................
1443.2.8. Методика прокаливания APTS-модифицированных препаратов гуминовыхвеществ ......................................................................................................................... 1443.2.9. Методика модификации гуминовых веществ c помощью3-глицидоксипропилтриметоксисилана.................................................................... 1443.2.10. Методика модификации гуминовых веществ с помощью3-изоцианатопропилтриметоксисилана и 3-изоцианатопропилтриэтоксисилана 1453.2.11. Методика иммобилизации модифицированных гуминовых веществ насиликагеле в безводной среде .................................................................................... 1453.2.12.
Методики исследования состава, строения и свойств нативных,модифицированных и иммобилизованных препаратов гуминовых веществ ....... 146Выводы ............................................................................................................................... 155Список цитируемой литературы ...................................................................................... 157Выражение признательности ........................................................................................... 176Приложения .......................................................................................................................
1775ВведениеГуминовыевеществареакционноспособныйкласс(ГВ)представляютприродныхсобойсоединений,обширныйвходящихвисоставорганического вещества почв, природных вод и твердых горючих ископаемых.Наличие в молекулах ГВ широкого спектра функциональных групп, таких каккарбоксильные, гидроксильные и др. в сочетании с присутствием ароматическихфрагментов обуславливает их способность вступать во взаимодействия с различнымитипами экотоксикантов, такими как металлы, радионуклиды и органическиесоединения, тем самым снижая их токсическое воздействие на живые организмы иэкосистемы.В силу данных свойств ГВ играют важную роль в процессах миграции тяжелыхметаллов,радионуклидовиорганическихэкотоксикантов,контролируяихгеохимические потоки в окружающей среде.
Это указывает на принципиальнуювозможность использования ГВ в качестве сорбентов для заполнения проницаемыхреакционных барьеров (ПРБ), применяемых для очистки грунтовых вод. Однакоустановка ПРБ требует проведения дорогостоящих вскрышных работ для помещениятвердых сорбентов (порошков или гранул) в грунт. Оригинальным решением даннойпроблемы, существенно удешевляющим реализацию технологии ПРБ, являетсяразработка водорастворимых реагентов, способных образовывать прочные связи споверхностями твердых фаз, в частности, кремнийсодержащих пород. Известно, чтотакимисвойствамиобладаюталкоксисилильныепроизводные,способныегидролизоваться в водной среде с образованием силанольных групп, которые в своюочередь по реакции конденсации могут образовывать силоксановые связи скремнийсодержащимиминералами,наповерхностикоторыхнаходятсягидроксильные группы.Поэтому для получения препаратов на основе ГВ, способных сорбироваться наминеральных кремнийсодержащих поверхностях (например, песке) в водной фазе,было предложено вводить в гуминовый каркас алкоксисилильные группы путеммодификации кислотных групп гуминовых веществ с помощью различныхфункциональных органосиланов.
Ожидалось, что полученные алкоксисилильныепроизводныеГВбудутсамопроизвольносорбироватьсянаповерхностяхкремнийсодержащих пород, что позволит их использовать для установки ПРБ путем6закачки растворов данных гуминовых реагентов в грунт через системы скважин,избегая вскрышных работ.Данное обстоятельство определило важность и актуальность разработкиметодов синтеза алкоксисилильных производных ГВ, способных самопроизвольноиммобилизоваться на кремнийсодержащих минеральных поверхностях в условияхводных сред. На момент выполнения данной диссертационной работы упоминания ометодах синтеза таких производных в литературе отсутствовали.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
