Адсорбция процесінің термодинамикалық сипаттарына және нано-өлшемді сорбенттердің сорбциялық қабілетіне зерттеу жүргізілді. Сорбент пен доксорубициннің түрлі термодинамикалық параметрлерде өзара әрекеттесу процестері зерттелді. Зерттеу барысынДа алғаш рет -аДсорбция процесінДе темір-көміртекті сорбенттегі %-потенциалдың өзгерісі зерттелДі.
Қазіргі уақытта инновациялық материалдардан темір- көміртекті сорбенттерге көп көңіл бөледі. Дәрілік заттардың магнитті басқарылатын тасымалдаушыларын алуға арналған ерітінділерден компоненттерді селекциялық экстракциялау процестерінде олар адсорбциялық процестің үлкен белсенділігімен ерекшеленеді. Алайда, сорбциялық процестердің термодинамикалық және кинетикалық параметрлері туралы зерттелмеген сұрақтар үлкен қызығушылық тудырады.
Мақсаты: нано-өлшемді сорбенттердің сорбциялық қабілетін зерттеу және адсорбция процесінің физикалық, химиялық және термодинамикалық параметрлерін өлшеу.
Материалдар және әдістер. Зерттеу нано-өлшемді темір көміртекті сорбентте жүргізілді, адсорбат доксорубицин гидрохлориді болды. Беттік зарядты есептеу үшін қозғалғыш шекара әдісі қолданылды. Сондай-ақ механикалық тазалау тәсілдері, ультрадыбыстық әсер ету, центрифугалау, потенциометриялық титрлеу әдісі және т. б. қолданылды.
Нәтижелері және оларды талқылау. Зерттеу барысында әртүрлі температураларда (18, 30, 40 және 60 ° с) адсорбция изотермалары алынды.
С\ мкмо.іь/.і
Сурет 1 Берілген температураларда (°С) Лэнгмюр теңдеуі бойынша темір көміртекті
сорбентте доксорубициннің адсорбциясы адиабаттары
Адиабаттан тұрақты тепе-теңдік және сорбцияның ең жоғары көлемі есептелген.
Температураның жоғарылауымен, сорбция процесінің тепе- теңдік тұрақтылары да ұлғаюда, бұл эндотермиялық процестің көрсеткіші болып табылады. ДН°=26,6 кДж/моль, AS°=182,5 Дж/(моль. К). Металдардың адсорбциясы энтропияның ұлғаюымен өтеді. Титриметриялық әдіспен адсорбцияның белсенді орталықтарының саны анықталды.
Эксперимент барысында темір көміртегі сорбентіндегі адсорбция кезінде доксорубицин концентрациясының сорбция уақытына тәуелділігі анықталды. Анықталған тәуелділіктен адсорбция және десорбция жылдамдығының константалары, үдерістерді активтендіру энергиясы есептелді (2 кесте).
Кесте 1 Доксорубициннің темір көміртекті сорбентіндегі адсорбциясының термодинамикалық көрсеткіштері AG.
Сорбциялану температурасы, 0С |
Kp, 104, л/моль |
А, мкмоль/г |
AG, кДж/моль |
18 |
5,7 |
48 |
-26,1 |
30 |
9,8 |
71,4 |
-28,1 |
40 |
11,0 |
76,9 |
-30,2 |
60 |
20,6 |
83,4 |
-33,6 |
Кесте 2 Темір көміртегі сорбентіндегі доксорубицин сорбциясының кинетикалық параметрлері
Үдерісті активтендіру энергиясының көрсеткіші 30 кДж/моль құрады, осыған орай, адсорбция темір көміртекті сорбенттің бетінде доксорубициннің химиялық сорбциясы кезеңінен шектеледі деп болжанады.
Доксорубициннің темір көміртекті сорбентпен өзара әрекеттесуінің электростатикалық механизмі туралы
болжамдарды тексеру үшін адсорбцияланған доксорубициннің концентрациясынан суспензияның ^- потенциал өзгеруін зерттеу бойынша тәжірибе жүргізілді (2-сурет).
Сорбциялану температурасы, 0С |
Кадс, мин-1 |
Кдес, мин-1 |
18 |
0,0013 |
0,00073 |
40 |
0,0032 |
0,00081 |
60 |
0,0053 |
0,00087 |
Сурет 2 - Темір көміртекті сорбент ^-потенциал өзгерісінің адсорбцияланған доксорубицин мөлшеріне тәуелділігі
Адсорбцияның белсенді орталықтарының санын анықтау үшін титриметриялық әдіс қолданылды (3-сурет).
С. ммаіь/л
Сурет 3 Темір көміртекті сорбенттегі адсорбция адиабаты Н+ және ОН
Алынған мәліметтер бойынша ДрН рН тәуелділік графигі салынды және изоиондық жағдайдың сутекті көрсеткішінің мәні есептелген (4-сурет).
Сурет 4 - Сутегі көрсеткішінің өзгеруінің суспензияның бастапқы рН тәуелділігі
pH
Қорытынды: зерттеу нәтижесі адсорбциялық процестің процестері есептелген. Адсорбция қайтарылмайтын процесс термодинамикалық көрсеткіштері анықталды. Ерітілген екені анықталды. Сорбентте титриметриялық әдіспен заттың концентрациясын арттыру және кинетикалық адсорбция нүктелерінің концентрациясы есептелген.
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
- Н.М. Эммануэл, М.Г. Кузьмин Экспериментальные методы химической кинетики. М.: Изд-во Московского университета, 1985. 386 с.
- Савельев Г.Г., Галонов А.И., Юрмазова Т.А., Митькина В.А., Яворовский Н.А. Исследование адсорбции противоопухолевых средств на железокарбидных частицах // РМЖ. 2010. Т.317., №3. С. 29-32.
- Карапетьян М.Х. Химическая термодинамика. М: Госхимиздат, 1954. 612 с.
- Миронова Л.Н., Земскова Л.А., Войт А.В., Шевеелева И.В., Сорбционные сво йства волокнистых материалов // Журнал физической химии. 2007. Т.81., №10. С.1856-1858.
- Larionov O. Application of Chromatography in Physicochemical Investigations. Duesseldorf: Published by InCom, 1997. P. 188-197.