ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА СОРБЦИИ ИОНОВ СЕРЕБРА НА ЦЕОЛИТЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАСПИ (ГРУЗИЯ)

Цеолиты находят все большее применение при получение лекарственных препаратов [1-8]. В настоящем сообщение с этой целью исследован процесс сорбции серебра на цеолите месторождения Каспи (Грузия).

При   проведение экспериментов цеолит предварительно  измельчался на шаровой мельнице, а затем на роторном измельчителе. После чего промывался обессоленой водой, затем  0,5 % -ным раствором соляной кислоты до получения  бесцветного  смыва, а затем снова  обессоленой водой до нейтральной величины pH фильтрата. Выдерживался при температуре 120°С в течение 2 ч в сушильном шкафу, а затем  при температуре 400°С в течение 4 ч. в муфельной печи. После охлаждения просеян через набор сит. Отобраны 3 фракции  – 1-ая  с размером частиц менее 0,2мм; 2 –ая 0,2- 0,315 мм;  3-ая  – 0,315 -0,5мм. В ходе эксперимента в основном использована фракция с размером частиц  0,2- 0,315 мм, полученная в наибольшем количестве.  В качестве сорбата использованы растворы  нитрата серебра.

Изучение процесса кинетики сорбции серебра  на  цеолите с различным размером частиц (табл. 1) показало явную зависимость, как скорости сорбции, так и количества серебра, перешедших в цеолит, от  их величины. При использование сорбента с величиной  частиц  с размером менее 0,2 мм, уже фактически к 15 мин. происходит  насыщение  цеолита и  устанавливается состояние равновесия.  При  сорбции на цеолите  с размером частиц 0,2- 0,315 и 0,315 -0,5 мм.,  состояние равновесия наступает на 20 мин. Содержание ионов серебра в цеолите (в%) в случае использования частиц цеолита с размером  0,2- 0,315 и 0,315 -0,5 мм, уменьшается соответственно в среднем  на 6 и 15 % по сравнению  с емкостью сорбента с размером частиц менее 0,2 мм. Во всех случаях уменьшение скорости сорбции начинается на 10 мин., что связано с уменьшением разности концентраций ионов серебра в жидкой и твердой фазах.

Табл. 1. Кинетика сорбции  в зависимости от размера частиц цеолита

Условия эксперимента: концентрация раствора 1% -го нитрата серебра 1%;t =22⁰;соотношение  фаз  т /ж =1: 20.

Табл. 2. Влияние концентрации раствора  сорбата на ход процесса

Условия эксперимента:  t =22⁰ ;t= 20  мин.;размер частиц цеолита  0,2- 0,315 мм;  соотношение  фаз  т /ж =1: 20; время =30 мин.

Определенная зависимость существует между концентрацией сорбата и величиной сорбции из него ионов  серебра (табл.2). Очевидно, это может быть связано с разностными характеристиками между концентрациями содержания ионов серебра в сорбенте и сорбате в течение процесса сорбции в зависимости от начальной концентрации сорбата. Судя по полученным данным, при   концентрации  сорбата на уровне 1%,  наблюдается относительно низкая  величина  сорбционных характеристик, но уже при большей  концентрации сорбата,  величина сорбции и насыщение сорбента ионами серебра  увеличивается. Причем,  при использовании 5% -го раствора  нитрата серебра, содержание ионов серебра  в цеолите достигает 7,75%, увеличиваясь  в среднем по сравнению с 1% -ным раствором, на 28-30 %. Учитывая  необходимость использования, при получение лекарственных форм,  цеолита с различной степенью его насыщения серебром, это позволяет варировать  концентрацию за счет использования сорбата с различной концентрацией. Аналогичная зависимость  существует  при изменение массы сорбента, используемого в сорбционном процессе, при  одинаковом количестве объема и концентрации сорбата (табл.3), что связано с изменение массообменных характеристик в  течение процесса сорбции.

Табл.3. Влияние количества сорбента на ход процесса

Условия эксперимента:  t =22⁰;  время= 30  мин.;   размер частиц цеолита  0,2- 0,315 мм; концентрация раствора нитрата серебра – 1%; количество сорбата  20 см³

При изучение влияния величины соотношения фаз т/ж на ход процесса  (табл. 4), выявилась обычная закономерность характерная для массообменных процессов. При увеличение соотношения т /ж благодаря, как улучшению гидродинамических условий, так и количества  вещества в сорбате,  повышаются сорбционные характеристики и, как следствие, концентрация сорбируемого вещества в сорбенте. Последняя в среднем возрастает при  т /ж=1:50, по сравнению с  т /ж=1:20, на 29-30 %.

Табл.4. Влияние величины соотношения фаз  т /ж на ход процесса

Условия эксперимента:  t =22⁰ ; время = 30  мин.;   размер частиц цеолита  0,2- 0,315 мм; концентрация раствора ионов серебра  – 1%

Изменение  температуры  сорбата оказывает определенное влияние, как на сорбционные характеристики (табл.5), так и  кинетические. Содержание ионов серебра в цеолите  увеличивается при  t = 45⁰, по сравнению с  t =22⁰, на 16-17 %.  Время сорбции до наступления состояния равновесия  уменьшается, в зависимости от температуры сорбата, в среднем на 6-8 мин.

Табл.5. Влияние температурного режима на ход сорбции

Условия эксперимента:  время= 30  мин.;   размер частиц цеолита  0,2- 0,315 мм; концентрация растворанитрата серебра- 1%;  соотношение  фаз  т /ж =1: 20

При многократном обновлении сорбата резко возрастает сорбционная емкость цеолита (табл. 6), причем влияние величины соотношения фаз незначительно. Объяснить это можно, учитывая, что при обновлении раствора нарушается равновесное состояние в системе. Это  приводит к повышению емкости сорбента на следующих стадиях процесса. Причем  это явление основное и превышает эффект изменения  соотношения фаз.

Табл. 6. Влияние числа контактов сорбента с новым раствором сорбата на ход процесса

Условия эксперимента:  t= 30  мин.;   размер частиц цеолита  0,2- 0,315 мм; концентрация раствора нитрата серебра – 1%;  соотношение  фаз  т /ж =1: 20.

При 3-х кратном контакте  практически серебро не сорбируется.

Полученные данные позволяют предположить возможность использования цеолита месторождения Каспи  в лекарственных формах с заданным содержанием  в нем ионов  серебра.

1. Абуладзе Н.Б., Буадзе Е. П., Явич П.А., Девидзе Г. Исследование возможности применения природного минерала цеолита Тезамского месторождения в гнойной хирургии. Сб. трудов международной научной интернет-конференции ,,Новые медицинские материалы. 2014. Кутаиси. Сс.: 16-28.
2. Dibrov, P. Chemiosmotic Mechanism of Antimicrobial Activity of Ag+ in Vibrio choleraе// Antimicrobial Agents And Chemotherapy. 2002. № 8. P.: 2668–2670.
3. Schreurs, W.J.A. Effect of Silver Ions on Transport and Retention of Phosphate by Escherichia coli//Journal Of Bacteriology.2002. Vol. 152. № 1. P.: 7–13.
4. В.А. Бурмистров, О.Г. Симонова, Р.Н.Костылева. Новый серебросодержащий препарат «Аргоника» (концентрированная серебросодержащая сыворотка-лосьон)//Материалы научно-практической конференции с международным участием «Серебро и висмут в медицине».  Новосибирск.  2005. С. 195.
5. Тухфатова, Р.Ф., Бессарабова Е.В. Оценка переносимости препарата на основе биокоординационного соединения серебра//Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2014. № 217. Сс.:  290–295.
6. Новые серебросодержащие препараты: сборник трудов. Новосибирск: Вектор-Бест. 2003. 247 с.
7. Применение препаратов серебра в медицине: сборник трудов. Новосибирск: Вектор-Бест. 2004. 115 с.
8. Подопригора, Э.С., Акимова Н.Д.  Результаты исследования микробиологической картины полости рта при применении акрилового полимерного материала, модифицированного наноразмерным серебром в условиях эксплуатации съемных ортодонтических аппаратов//Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2013. № 4, Сс.: 151–155.

Все статьи автора «Явич Павел Абрамович»