Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

134 

 

PO

4

)

 system is found in the course of extraction of humic acids from coal. The maximal exit for 

the  specified  mixes  is  observed  at  a  ratio  of  extragents  2:1.  The  synergism  in  this  system  is 

caused by formation of salt systems by the free groups of companies with anions of extragents.  

Keywords: synergy, extraction, brown coal, humic acids. 

 

Введение 

 

Экстракция  каких  либо  компонентов  из  жидких  и  твердых  веществ  смесями 

экстрагентов  (растворителей)  –  явление  достаточно  распространенное.  И  в  этом  случае, 

часто  используют  бинарные  смеси  растворителей,  которые  обладают  синергическими 

свойствами,  т.е.  смеси  позволяют  существенно  увеличивать  экстракцию  и/или  улучшать 

гидродинамические  и  другие  характеристики  экстракционных  систем  по  сравнению  с 

экстракцией индивидуальными растворителями [1]. 

В  литературе  приводится  много  примеров  синергической  экстракции,  например, 

ионов  металлов  смесями  различных  растворителей,  органическими  и  неорганическими 

соединениями,  которые  в  отдельных  случаях  выполняют  функции  лигандов,  при  этом 

образуются  новые  соединения,  включающие  экстрагируемые  частицы,  которые  легко 

переходят в другую фазу (растворитель).  

Так,  ионы  La(III)  переходят  из  водного  в  гептанальный  раствор  под  действием 

синергической  пары  1,10-фенантролина  (L)  и  калик    –  резорцинаренов  (S)  при  рН>6  в 

результате  координации  катиона  [LaL

2

(H

2

O)

5

]

3+

  в  полости  аниона  S.  При  этом  полная 

экстракция происходит при La:L:S = 1:2:1 [2]. 

Из  многих  работ  известно,  что  внешнесферное  комплексообразование 

металлохелатов  с  молекулами  органических  растворителей,  аминов  и  краунэфиров 

обуславливает  синергическое  влияние  последних  на  экстракцию  ионов  М

n+

 

хелатообразующими экстрагентами. Так, степень экстракции (извлечения) Eu(III) из 0,1M 

водного  раствора  NaNO

3

  или  NaCl  существенно  возрастает  при  добавлении 

тетрабутиламмонийхлорида [Bu

4

N]Cl. Это объясняется экстракцией в органическую фазу 

(толуол, хлороформ) наряду с хелатами EuL

4

 также ионной пары [EuL

4

]

-

[Bu

4

N]

+

. 

Эффективными  экстрагентами,  приводящими  к  неаддитивному  извлечению 

редкоземельных  элементов,  являются  также  смеси  алкилфосфорных  кислот  и  три-n-

октилметиламмонийнитрата; 

4,4,4-трифтор-1-(2-тиенил)-1,3-бутадиена 

(2) 

и 

трифенилфосфина (Phen), при этом образуются аддукты ML

3

(Phen)

2

 (M = La, Na, Ce, Sm, 

Cd,  Tb  и  др.);  2-теноилтрифторацетона  с  тетрафенилдифосфиндиоксидом  и  другими 

бидентатными 

лигандами, 

1-фенил-3-метил-4-бензилпиразол-5-она 

с 

метилдиоктиламином с образованием комплекса, включающего эти соединения и соли Pr, 

Gd и Yb и другие экстрагенты. Иногда в таких сложных системах образуется не один, а 

два  и  даже  три  «синергических  комплекса»,  для  многих  комплексов  определены 

константы образования, а для процессов экстракции – коэффициенты синергизма. 

Синергически  экстрагируются  и  органические  соединения:  нафтолы  и 

нитрозонафтолы  смесями  нонана  с  диоктилфталатом  и  трибутилфосфатом  из  водных 

растворов. 

Хорошие 

синергисты 

для 

нафтолов, 

нитрозонафтолов 

и 

1-

нафтолмоносульфокислот  –  смеси  гексана  (I)  с  бутанолом  (II)  (из  водно-солевых 

растворов), максимум извлечения наблюдался при I:II = 1:9 [2]. 

И,  наконец,  синергический  эффект  проявляется  при  так  называемой  газовой 

экстракции  бурого  угля,  т.е.  при  повышенной  температуре  (583-663К)  и  давлении  (6,9-

24,0 МПа) [2]. В этой работе показано, что жидкие продукты экстрагируются из угля не 

только  смесью  «изопропиловый  спирт-вода»  но  и  системой  «изопропиловый  спирт-

инертные газы» (Ar, He, N

2

). Не вполне ясен механизм экстракции, видимо, здесь наряду 

со  структурными  составляющими  синергизма  играют  роль  и  динамические  причины 

извлечения  и  переноса  продуктов  деструкции  бурого  угля  растворами  газообразных 

«экстрагентов» в спирте [3]. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

135 

 

Учитывая  сложность  процессов  экстракции  смесями  растворителей  –  экстрагентов 

рассмотрим классификацию синергических эффектов применимую к нашему случаю. 

Как  следует  из  предложенной  ранее  классификации  синергических  эффектов  в 

химии, все случаи cинергических эффектов в процессах экстракции можно  подразделить 

на  5  категорий  [4]:  Наглядно  эти  3  класса  синергических  эффектов  представлены  на 

рисунке 1. 

Категория 1. По природе возникновения синергических эффектов (СЭ): 

а)  СЭ,  обусловленные  химическими  причинами,  в  т.ч.  структурного  и 

динамического характера; 

б) СЭ, обусловленны действием физических факторов; 

в) Синергизм комбинированного воздействия химических и физических факторов.  

Категория  2.  По  функциональным  характеристикам  частиц,  участвующих  в 

синергических эффектах: 

а)  Синергизм  в  системе  «активный  компонент  1  –  активный  компонент  2»  (АК

1

-

АК

2

); 

б) Синергизм в системе «активный компонент – неактивный компонент» (АК-Х) 

в) Синергизм в системе «неактивный компонент 1  – неактивный компонент 2» (Х

1

-

Х

2

). 

Категория  3.  По  характеру  взаимодействия  между  компонентами  синергической 

пары между собой и с молекулами субстратов или нестехиометрических компонентов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Синергические кривые в системах АК

1

- АК

2 

(а), АК – Х (б) и Х

1

-Х

2

 (в), 

А – изменяемая характеристика системы 

Категория 4. По иерархии возникновения синергических эффектов:  

а) первичные; 

б) вторичные.  

Категория 5. По характеру причин возникновения синергических эффектов: 

а) собственные (внутренние); 

б) наведенные (внешние). 

Исследование  синергизма  при  экстракции  гуминовых  кислот  из  бурых  углей 

Куньминского месторождения 

В  данной  работе  представлены  результаты  по  выделению  (экстракции)  гуминовых 

кислот  из  угля  Куньминского  месторождения  1%  растворами  NaOH,  Na

2

CO

3

,  Na

4

P

2

O

7

, 

Na

3

PO

4

 и их смесям в стандартных условиях. 

Как  следует  из  приведенного  рисунка  2  (а-г)  все  кривые  зависимости  выхода 

гуминовых кислот от соотношения экстрагентов NaOH–Na

х

M

n

O

m

 (M

n

O

m 

= P

2

O

7

, CO

3

, PO

4

) 

 

АК

1 

Х

1 

АК

2 

Х

2 

 

 

 

а 

б 

в 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

136 

 

имеют  сложный  вид.  Они  проходят  через  глубокий  минимум  в  области  33%  NaOH,  и 

через максимум при концетрациях NaOH 67%. Сравнение этих экстремумов с аддитивной 

прямой  показывает,  что  наблюдается  не  только  положительный,  но  и  отрицательный 

синергизм  выхода  гуминовых  кислот  от  соотношения  использованных  экстрагентов. 

Соответственно кривые остаточного угля имеют прямо противоположный вид: максимум 

приходится на минимум выхода гуминовых кислот, минимум – на максимум ГК.  

Увеличение  выхода  гуминовых  кислот  в  точках  максимума  составляет  до  3  раз, 

уменьшение  в  точках  минимума  до  2  раз  по  сравнению  с  аддитивной  кривой. 

Достоверность  такого  необычного  хода  синергических  кривых  подтверждается  тем,  что 

они повторяются для всех пар экстрагентов (в т.ч. для NaOH-NaHCO

3

). 

 

Рисунок 2 – Влияние состава экстрагентов на выход гуминовых кислот из углей 

Куньминского месторождений: а) NaOH-Na

2

CO

3

; б) NaOH-Na

4

P

2

O

7

;  

в) NaOH-NaHCO

3

; г) NaOH-Na

3

PO

4 

 

При  сравнений  экстремумов,  выяснилось,  что  пары  экстрагентов  также  обладают 

отрицательным  синергизмом.  Для  объяснения  механизма  отрицательного  синергизма 

требуются  дополнительные  исследования  структуры  гуминовых  кислот  и  характера 

действия синергических пар экстрогентов. 

При  экстракции  смесью  NaOH  и  Na

2

CO

3 

максимальный  выход  наблюдается  при 

соотношении  1:1,  выход  гуминовых  кислот  составил  60%,  по  сравнению  с  экстракцией 

NaOH  выход  ГК  увеличился  на  4%,  а  при  экстракции  Na

2

CO

3

  увеличился  на  35%.  В 

остальных  случаях  экстракции  максимальный  выход  гуминовых  кислот  наблюдался  при 

соотношении смесей (NaOH-Na

4

P

2

O

7

, NaOH - NaНCO

3

, NaOH - Na

3

РO

4

) 2:1.  

 

Заключение 

 

Пользуясь  выше  описанной  классификацией  синергических  явлений,  результаты 

выделения  гуминовых  кислот  из  бурых  углей  можно  интерпретировать  следующим 

образом: 

а)  В  соответствии  с  первой  категорией:  по  природе  происходения  синергических 

явлений неаддитивное увеличение выхода связано с химической природой экстрагентов, 

по-видимому, динамического характера (параллельно-последовательное действие); 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

137 

 

б)  В  соответствии  со  второй  категорией:  по  функциональным  характеристикам 

частиц, участвующих в синергических эффектах, синергизм в системе достигается за счет 

взаимодействия «активный компонент 1 – активный компонент 2» (АК

1

-АК

2

); 

в)  В  соответствии  с  третьей  категорией:  по  характеру  взаимодействия  между 

компонентами  синергической  пары  между  собой  и  с  молекулами  субстратов  или 

нестехиометрических компонентов, пока не расшифровано; 

г)  В  соответствии  с  четвертой  категорией:  по  иерархии  возникновения 

синергических  эффектов  это  вторичные,  поскольку  эта  характеристика  определяется 

первичными  химическими  причинами  взаимодействия  субстрата  с  экстрагентами  (в 

настоящее время еще не определены); 

д)  В  соответствии  с  пятой  категорией:  по  характеру  причин  возникновения 

синергических  эффектов,  наблюдаемый  синергизм  относится  к  внутреннему 

неаддитивному  усилению  экстракционной  способности  системы,  обусловленному 

химизмом  процесса  в  исследуемой  системе  “уголь–NaOH-Na

х

M

n

O

m

  (M

n

O

m 

=  P

2

O

7

,  CO

3

, 

PO

4

)”. 

Механизм экстракции гуминовых кислот растворами NaOH и ряда солей по нашему 

мнению, заключается:  

а)  в  образовании  свободными  гуминовыми  кислотами  солевых  систем  с  анионами 

экстрагентов; 

б)  в  образовании  комплексов  элементов  деструкции  углеродного  каркаса 

полимерной  системы  органической  массы  угля  с  анионами  и катионами  экстрагентов.  В 

результате  набор  и  концентрация  гуминовых  кислот  при  варьировании  соотношения 

синергических  пар,  по-видимому,  меняется  по  сложному  закону,  следствием  которого  и 

являются формы (вид) полученных кривых B = ƒ (C 

NaOH – NaMnOm

). 

 

Список литературы 

 

1  Каирбеков  Ж.К.,  Голодов  В.А.,  Сманова  Б.С.  Выделение  гуминовых  кислот  из 

бурых  углей  РК:  синергизм  экстрагентов  //  Состояние  и  перспективные  направления 

развития углехимии. Межд. науч. прак. конф. – Караганда. – 2004. – С. 128-130. 

2  Каирбеков  Ж.К.,  Голодов  В.А.,  Сманова  Б.С.  и  др.  Синергические  явления  при 

экстракции  гуминовых  кислот  из  углей  Казахстанских  и  Китайских  месторождении  // 

Современные проблемы органического синтеза электрохимии и катализа.  – Караганда.  – 

2006. – С. 275-278. 

3  Барнаков  Ч.Н.,  Сейт-Аблаева  С.К.,  Сабелева  Е.В.  Проявление  синергетического 

эффекта  смеси  растворителей  при  газовой  экстракции  бурого  угля  //  Химия  твердого 

топлива. – 1997. - №6. – С. 3-7. 

4  Голодов  В.А.  Синергические  явления  в  катализе.  //  Российский  химический 

журнал. – 2000. Т. 44, - №3. – С. 45-57. 

 

 

References 

 

1 Кairbekov Zh.К., Golodov V.А., Smanova B.S. Isolation of humic acid from brown coal 

RK:  synergy  extractants  [Vydelenie  guminovych  kislot  iz  burych  ugley  RK:  sinergizm 

ekstragentov]  //  Sostoyanie  i  perspektivnye  napravleniya  razvitiya  uglechimii.  Mezh.  nauchn. 

prак. коnf. – Каraganda. – 2004. – P.128-130. 

2  Kairbekov  Zh.К.,  Golodov  V.А.,  Smanova  B.S.  and  etc.  Synergistic  effects  in  the 

extraction of humic acids from coal Kazakhstan and China mine [Sinergeticheskie yavleniya pri 

ekstraktsii  guminovych kislot  iz ugley Kazakstanskich i  Kitayskich mestorozhdeniy]  // Modern 

problems  of  organic  synthesis  and  catalysis,  electrochemistry.–  Karaganda.  –  2006.  –  P.  275-

278. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

138 

 

3 Barnakov Ch.N., Seit-Аblaeva S.К., Sabeleva Е.V. The manifestation of synergy gaseous 

solvent  mixture  at  the  extraction  lignite  [Proyavlenie  sinergeticheskogo  effekta  smesi 

rastvoriteley pri gazovoy ekstraktsii burgoo uglya] // Solid Fuel Chemistry. – 1997. – No 6. – P. 

3-7. 

4  Golodov  B.A.  Synergistic  effects  in  catalysis  [Sinergeticheskie  yavleniya  v  katalize]  // 

Russian Chemical Journal. – 2000. Vol. 44, -No 3. – P. 45-57. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

139 

 

УДК541.138.3  

 

Д.Х. Камысбаев*, Б.А. Серикбаев, Г.Л. Бадавамова, Г. Арбуз 

 

Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби,  г. Алматы,  

*E-mail: d.kamysbayev@mail.ru 

 

Электрокаталитические свойства композитов на основе аморфного силиката и 

церия 

 

В  статье  приведены  результаты  получения  бисорбента  на  основе  рисовой  шелухи. 

Основное  внимание  уделено  результатам  электрохимических  исследований,  полученных 

на  угольно-пастовом  электроде  (УПЭ),  приготовленном  модифицированием  бисорбента 

(БС) церием.  

Ключевые  слова:  рисовая  шелуха,  электрокатализ,  композиты,  бисорбент, 

вольтамперометрия. 

 

Д.Х. Қамысбаев, Б.А. Серікбаев, Г.Л. Бадавамова, Г. Арбуз 

 

Әл- Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті, Алматы қ. 

 

Церіимен түрленген аморфты силикатты композиттердің 

электрокаталитикалық қасиеттері 

 

Мақалада күріш қауызы негізінде бисорбент алу зерттеуінің нәтижелері келтірілген. 

Бисорбентті  церіимен  түрлендіру  негізінде  алынған  көмір  –  пасталы  электродтың 

электрохимиялық қасиеттерін зерттеу нәтижелері қарастырылған. 

Түйін  сөздер:  күріш  қауызы,  электрокатализ,  композиттер,  бисорбент, 

вольтамперометрия. 

 

D.H. Kamysbaev, B.A. Serikbaev, G.L. Badavamova, G. Arbuz 

 

Al-Farabi Kazakh National University 

 

Electrocatalytic properties of composites based on amorphous silicate and cerium 

 

The article presents the results of sorbent based on rice husk. And considered on the results 

of  electrochemical  studies  obtained  on  coal-guard  electrode  prepared  by  modifying  bisorbent 

cerium. 

Keywords: rice hulls, electrocatalysis, composites, bisorbent voltammetry. 

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: