ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

46-015-03

Наименование проекта

Вольтампераметрическое определение содержания ПАВ в водных растворах

Назначение

Очистка сточных вод от ПАВ

Рекомендуемая область применения

Очистка сточных вод

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы

Поверхностно-активными (ПАВ) называют вещества дифильного характера, способные адсорбироваться на поверхности раздела двух фаз и вследствие этого значительно снижающие поверхностное натяжение. Концентрация ПАВ в адсорбционном слое на несколько порядков выше,"чем в объеме жидкости, поэтому даже при малом содержании их в воде (0.01-0.1% по массе) снижение поверхностного натяжения воды на границе с воздухом происходит в 3 раза.

Мировое производство ПАВ непрерывно возрастает и в настоящее время составляет более 3 кг на душу населения в год. Примерно половина производимых ПАВ используется для бытовой химии, остальное в промышленности и сельском хозяйстве. Одновременно с ежегодным ростом производства соотношение между их применением в быту и промышленности изменяется в пользу промышленности. ПАВ находят применение более чем в 100 отраслях народного хозяйства. К крупнейшим потребителям ПАВ относятся нефтяная, химическая, горнообогатительная, металлообрабатывающая, радиоэлектронная промышленность, а также производство стройматериалов и сельское хозяйство.

Водные растворы ПАВ с большей или меньшей концентрацией поступают в стоки промышленных вод и в конечном счете - в водоемы. Очистке сточных вод от ПАВ уделяется большое внимание, так как из-за низкой скорости разложения вредные результаты их воздействия на природу и живые организмы непредсказуемы Сточные воды, содержащие ПАВ, могут вызывать интенсивный рост растений, что приводит к загрязнению ранее чистых водоемов и, в свою очередь, ухудшает условия существования других форм жизни в воде. Следовательно, промышленные сточные воды требуют обязательной очистки, а следовательно, и необходимы аналитические методы контроля качества этого процесса. В этой связи, поиск новых высокочувствительных и эффективных методов определения содержания ПАВ в водных растворах является актуальной задачей.

Было исследовано влияние различных ПАВ на комплексообразование титана (IV) с ЭДТА методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии. Ранее было установлено, что титан (IV) с ЭДТА на фоне 0.1 М раствора перхлората аммония и хлорной кислоты при рН 1,5 и 12-кратном избытке ЭДТА образует электрохимически-активный комплекс с соотношением реагентов в координационной сфере 1:1, способный восстанавливаться при потенциале -0,18 В относительно насыщенного хлорсеребряного электрода. Введение ПАВ в данную систему приводит к уменьшению предельного тока восстановления до полного его исчезновения. С целью выяснения причин этого факта было изучено влияние природы ПАВ и его концентраций на процесс, для чего были выбраны ПАВ различных классов, широко применяющиеся в промышленности, такие как:

катионные - хлорид алкилтриметиламмония (АТМАХ). бензолсульфонат (алкилдиоксиэтилен) метилдиэтиламмония (алкамон ОС-20),

анионные - бис- (алкилполиоксиэтилен)фосфат калия (оксифос Б-1),

неионогенные - монооктиловый эфир полиэтиленгликоля (ОП-10).

Изучение зависимостей предельного тока восстановления комплекса Тi(IV) - ЭДТА от природы и концентрации ПАВ показало, что, независимо от характера ПАВ, при увеличении его концентрации в системе происходит линейное уменьшение величины предельного тока восстановления комплекса, подчиняющееся уравнениям (1-4). полученным методом наименьших квадратов:

Y= 88-1150000-Х (1) ОП-10

Y= 78 - 310000-Х (2) Оксифос Б-1

Y= 74 - 210000-Х (3) Алкамон ОС-20

Y= 78 - 140000-Х (4) АТМАХ,

гдеY- величина предельного тока восстановления, мкА,X-концентрация ПАВ, моль/л.

Из полученных данных следует, что независимо от природы ПАВ, его введение в систему Тi (IV) - ЭДТА приводит к уменьшению предельного тока восстановления комплекса, что связано с определяющим, влиянием адсорбции ПАВ на поверхности электрода, которая изменяет состав двойного электрического слоя и препятствует свободному подходу электроактивного комплекса к поверхности, чем затрудняет процесс его восстановления. Наличие линейных зависимостей величин предельного тока восстановления от концентрации ПАВ, позволяет использовать данную систему для аналитического определения их содержания в водных растворах, при этом чувствительность метода зависит от характера ПАВ. Как видно из сравнения коэффициентов в уравнениях 1-4, она изменяется почти в 10 раз при переходе от неионогенного ОП-10 к катионному АТМАХ. Как следует из математической обработки полученных результатов, наименьшая определяемая концентрация ПАВ может достигать величины 0.000062 ммоль/л, а относительная ошибка определения - не более 5%.

Преимущества перед известными аналогами

Использование методов определения ПАВ в водных растворах

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Снижение трудоемкости работ в 2 раза.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

16.01.2007

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)