УДК 615

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

Абуладзе Нино Бежановна1, Явич Павел Абрамович2, Чубинидзе Натия Зауриевна3
1Государственный университет им. Акакия Церетели, Кутаиси, Грузия, доктор фармации, профессор
2Государственный университет им. Акакия Церетели, Кутаиси, Грузия, доктор фармацевтических наук, профессор
3Государственный университет им. Акакия Церетели, Кутаиси, Грузия, докторант

Аннотация
Исследовалось влияния технологических параметров на ход сорбции ионов серебра на цеолите. В качестве определяющих параметров исследования изучалась влияние на сорбцию размера частиц, соотношения фаз т/ж, температуры, соотношения сорбента с новым раствором сорбата. Показано, что процесс сорбции заканчивается за 15-20мин. в зависимости от дисперсности цеолита. Емкость сорбента повышается при увеличении количества сорбата, величины соотношения фаз т/ж, температуры сорбата и ряда других параметров. Получены данные могут быть использованы для прогнозирования эффективности процесса.

Ключевые слова: , ,


Рубрика: 15.00.00 ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Абуладзе Н.Б., Явич П.А., Чубинидзе Н.З. Изучение процесса сорбции ионов серебра на цеолите месторождения Каспи (Грузия) // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/06/83977 (дата обращения: 30.09.2017).

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.

Время сорбции, мин. Размер частиц цеолита менее 0,2мм Размер частиц цеолита

0,2-0,315 мм

Размер частиц цеолита 0,315 -0,4 мм
Сорбция ионов серебра из раствора,% Содержание ионов серебра в цеолите, % Сорбция ионов серебра из раствора,% Содержание ионов серебра  в цеолите,% Сорбция ионов серебра из раствора,% Содержание ионов серебра в цеолите,%
3,0 15,87 2,0 13,58 1,75 10,71 1,35
5,0 28,5 3,6 24,6 3,1 20,63 2,06
8,0 45,6 5,75 39,68 5,01 35,71 4,5
10,0 47,62 6, 02 41,66 5,25 40,07 5,05
12,0 49,20 6,21 43,23 5,45 42,06 5,3
15,0 50,19 6,33 45,63 5,75 42,85 5,4
20,0 50,20 6,34 47,68 6,02 43,25

 

5,46
25,0 50,20 6,34 47,70 6,02 43,45 5,48

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.

Концентрация раствора нитрата серебра, %  Сорбция  ионов серебра из раствора,% Содержание ионов серебра в цеолите,%
                    1,0                   47,68                      6,02
                    2,0                   53,57                      7,0
                    3,0                   57,53                      7,25
                    4,0                   59,52                      7,50
                    5,0                   61,5                      7,75

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

Количество сорбента, г. Сорбцияионов серебра из раствора,% Содержаниеионов серебрав цеолите,%
0,5                    27,70                       3,5
1,0                    47,64                       6,02
1,5                    51,58                       6,51
2,0                    56,34                       7,12
3,0                    59,52                       7,50

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%

Величина  т /ж Сорбция ионов серебра из раствора, % Содержание  ионов серебра в цеолите,  %
               1:20                   47,64                     6,02
               1:30                   52,38                     6,6
               1:40                   57,50                     7,25
               1:50                   63,49                     7,8

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

Температура раствора сорбата0 Сорбцияионов серебра из раствора,% Содержаниеионов серебра в цеолите,%
                      22,0                  47,64                        6,02
                      32,0                  53,57                        6,75
                      45,0                  55,55                        7,02

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.

Величина  т /ж Сорбция ионов серебра из раствора, %

(1-кратн. сорбция)

Содержание ионов серебра  в цеолите, % (1-кратн. сорбция) Сорбция ионов серебра из раствора, %

(2-х кратн. сорбция)

Добавлено содержание  ионов серебра в цеолите, % (2-х кратн. сорбция)
1:20 47,64 6,02 23,8 3,0
1:30 52,38 6,06 23,01 3, 05
1:40 57,50 7,25 21,82 2,75

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.


Библиографический список
  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»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: