Вестник Казнпу имени Абая, серия «Естественно-географические науки», №1(43), 2015 г

Вестник КазНПУ имени Абая, серия «Естественно-географические науки», №1(43), 2015 г. 

18 

Summary 

R.E. Kaldybekova - Master of geography, teacher, KazNPU Abay 

«Naturally-recreational possibilities of reserve of Аksu-Gabaglyfor development of ecological tourism in Kazakhstan» 

Natural resources are basic riches of country. Kazakhstan is very rich in natural resources. The article is sanctified to the 

questions of natural recreational potential of Аksu-Gabagly of reserve. Historical chronology of unique object that is located 

in south part of our Republic is traced.  

Also, in the article an analysis is given to labours of researchers of D. N. Кashkarov, B. P. Trisna, N. K. Karmusheva. 

Labours of the adopted authors have a very important value for research of nature of this edge . Because scientific description 

is given to the microflora, microfauna, hydrology and geology. Information is given about tourist routes. Different routes on 

the  ecological,  functional  and  cognitive  meaningfulness.  Majority  from  them  can  be,  as  independent  routes  for  one-day 

excursions,  or  to  alternate  in  arbitrary.  For  example,  on  opinions  of  scientists  of  the  арчевые  forest  in  the  volume  of  a  1 

hectare  distinguish  30  kg  ofphytoncides,  in  an  atmosphere.Phytoncides,  clears  the  respiratory  tracts  of  organism  of  man. 

Mountain  locality  occupies  greater  part  of  territory  of  this  object.  From  them  most  part  is  friendly  to  realization  of  hikes, 

excursion, and similarly event with tourists. In the article examined to possibility for development of ecological tourism in a 

country  and  in  this  region,  but  for  this  purpose  I  consider  about  the  necessity  of  joint  work  of  specialists  of  ecology  and 

tourism. 

Keywords: reserve,natural resources,microfauna, microflora, ecotourism, phytoncides, landscape,hydrology,canyon, 

endemic, tour, petroglyph 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Абай атындағы ҚазҰПУ-нің Хабаршысы, «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы, №1(43), 2015 ж. 

19 

ХИМИЯ ҒЫЛЫМДАРЫ 

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ 

 

УДК 541.183.123.2  

 

СОРБЦИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ СУЛЬФОКАТИОНИТОМ НА ОСНОВЕ 

СОПОЛИМЕРА ГЛИЦИДИЛМЕТАКРИЛАТА 

 

АО «Институт химических наук им. А.Б.Бектурова», г. Алматы 

Н.А. Бектенов – д.х.н., профессор, гнс, 

К.А. Садыков – магистр химии, мнс,  

А.К. Байдуллаева – магистр химии, инженер, 

С.Ж. Ашимова – магистрант 2 курса КазНПУ им. Абая

 

 

На  предприятиях  цветной  металлургии  и  металлоперерабатывающей  промышленности  в  технологических 

процессах  образуются  сточные воды, загрязненные солями тяжелых металлов, которые  оказывают весьма вредное 

влияние  на  экосистему.  Одним  из  перспективных  методов  очистки  сточных  вод  от  ионов  токсичных  металлов 

является ионный обмен.  

Цель работы - изучение сорбции ионов тяжелых металлов кобальта (II) и свинца (II) новым сульфокатионитом на 

основе  сополимера  глицидилметакрилата  (ГМА),  трипропиленгликольдиакрилата  (ТПГДА)  и  концентрированной 

серной кислоты. Связи с поставленной целю нами было синтезирован новый сульфокатионит на основе сополимера 

глицидилметакрилата (ГМА) и концентрированной серной кислоты.  

Задачи  создания  высококачественных  материалов  и  высокопроизводительных  ионообменных  процессов  могут 

быть решены лишь при детальном изучении как равновесных, так и кинетических свойств ионитов.  

В  статических  условиях  изучена  сорбция  ионов  тяжелых  металлов  Сo

2+

,  Рb

2+ 

новым  сульфокатионитом  из 

модельных  растворов  в  сравнении  с  промышленным  сульфокатионитом  КУ-2х8.  Для  сравнения  сорбционных 

свойств  полученного  катионита  была  исследована  извлекающая  способность  промышленного  сильнокислотного 

сульфокатионита  со  средней  степенью  сшивки  КУ-2х8.  Исследовано  влияние  концентрации,  рН  модельных 

растворов кобальта (II) и свинца (II) и времени контакта сульфокатионитом на основе сополимера ГМА-ТПГДА и 

концентрированной  серной  кислоты.  В  результате  экспериментальной  работы  было  определено  сульфокатионит 

ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

 по сравнению  с промышленным КУ-2х8 обладает боле высокими  сорбционными и кинетиче-

скими свойствами по отношению к ионам кобальта (II) до 383,0 мг/г за 2 часа при рН 3,2 и свинца (II) до 518,0 мг/г за 

1 час при рН 2,9.  

Таким  образом,  на  оснований  исследований  можно  заключить,  что  наиболее  перспективным  для  сорбции 

ионов  кобальта  (II)  и  свинца  (II)  является  новый  сульфокатионит  (ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

),  проявляющий  более 

высокую поглощающую способность, чем промышленный катионит КУ-2х8 и может быт внедрен на гидроме-

таллургических заводах. 

Ключевые слова: сульфокатиониты, сополимеризация, ионный обмен, сорбент, сорбцияметаллов 

 

В  последние  годы  применение  кобальта  только  растет.  Его  используют  для  легирования  сталей,  в 

авиации и космонавтике. Есть такие сферы, где кобальт с успехом заменяет еще более дорогой металл – 

платину. Изучение сорбции кобальта из руды, смесей металлов играет большую роль, так как он сопут-

ствует  благородным  металлам  при  их  извлечении  из  руд.  Одним  из  наиболее  перспективных  способов 

извлечения и концентрирования кобальта считается сорбция с использованием ионитов. Однако для  его 

реализации необходимы промышленно доступные, недефицитные, легко регенерируемые или утилизиру-

емые сорбенты, в связи с чем представляет научный и практический интерес поиск селективных сорбен-

тов для концентрирования этого металла [1,2].  

Ионы  свинца  входят  в  группу  наиболее  опасных  экотоксикантов,  накапливающихся  в  окружающей 

среде  из-за  выбросов  при  сжигании  углей  на  электростанциях,  стоков  промышленных  предприятий 

(обогатительных фабрик, металлургических и химических заводов, шахт), а также вследствие длительно-

го применения тетраэтилсвинца как антидетонатора моторного топлива.  

На  предприятиях  цветной  металлургии  и  металлоперерабатывающей  промышленности  в  технологи-

ческих процессах образуются сточные воды, загрязненные солями тяжелых металлов, которые оказывают 

весьма вредное влияние на экосистему [3-4].  

Одним  из  перспективных  методов  очистки  сточных  вод  от  ионов  токсичных  металлов  является 

ионный обмен.  

Цель работы - изучение сорбции ионов тяжелых металлов кобальта (II) и свинца (II) новым сульфока-

тионитом на основе сополимера глицидилметакрилата (ГМА), трипропиленгликольдиакрилата (ТПГДА) 

и концентрированной серной кислоты. 

Вестник КазНПУ имени Абая, серия «Естественно-географические науки», №1(43), 2015 г. 

20 

Экспериментальная часть 

Сульфокатионит ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

 использовали для сорбции в Н

+

-форме. Для сравнения сорбци-

онных  свойств  полученного  катионита  была  исследована  извлекающая  способность  промышленного 

сильнокислотного сульфокатионита со средней степенью сшивки КУ-2х8. Извлечение ионов Со

2+

 и Рb

2+

 

из  модельных  растворов,  содержащих  CoSО

4

и  Рb(NОз)

2

  марок  «х.ч.»,  изучали  при  периодическом 

перемешивании в статических условиях при соотношении катионит: раствор, равном 1:400, и комнатной 

температуре  22±2  °С.  Продолжительность  контакта  составляла  от  1  ч  до  7  сут.  Сорбционную  емкость 

(СЕ) рассчитывали по разности исходной и равновесной концентрации растворов, которую определяли с 

помощью классической полярографии на фоне 0,5М NН

4

С1

 ПО

волнам восстановления Со

2+ 

(E

1/2

 = -1,36 В) 

и  Рb

2+

  (Е

1/2

  =  -0,41  В).  Полярограммы  снимали  на полярографе  ПУ-1  в  термостатированной  ячейке  при 

25±0,5 °С, используя в качестве электрода сравнения насыщенный каломельный электрод. 

Результаты и их обсуждение 

Нами  синтезирован  новый  сульфокатионит  на  основе  сополимера  глицидилметакрилата  (ГМА)  и 

концентрированной серной кислоты. Как следует из таблицы 1, сульфокатионит обладает высокой стати-

ческой  обменной  емкостью  (СОЕ),  которая  не  уступает  промышленному  сильнокислотному  сульфока-

тиониту КУ-2х8.  

 

Таб.1. Влияние соотношения исходных компонентов на СОЕ сульфокатионита 

 

№ 

ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4 

масс.ч. 

Выход 

η, % 

СОЕ по 0,1 н раствору NаОН, 

мг-экв/г 

 

1,0:1,0 

77,6 

3,51 

 

1,0:3,0 

78,0 

5,83 

 

1,0:5,0 

78,3 

5,12 

 

КУ-2х8 

 

4,60 

 

Сорбционные свойства новых сульфокатионитов в сравнении с промышленным ионообменником КУ-

2x8 по отношению к ионам тяжелых металлов приведены в таблице 2. 

 

Таб. 2. Сорбционные характеристики сульфокатионитов по отношению к ионам тяжелых металлов 

 

Катионит 

СОЕ по 0,1н раст-у 

NaOH мг-экв/г 

СЕ, мг/г 

Рb

2

+ 

Со

2+

 

Zn

2+

 

КУ-2х8 

4,60 

372,8 

236,0 

195,6 

ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

 

5,83 

518,0 

383,0 

137,0 

 

Как  видно  из  таблицы  2,  при  извлечении  ионов  тяжелых  металлов  из  сульфатных  растворов,  содер-

жащих  1,9-2,3  г/л  металлов  (рН  1,40-6,05),  сорбционная  емкость  (СЕ)  сульфокатионита  по  ионам  Сo

2

+ 

(383 мг/г) и Рb

2+

 (518 мг/г) выше, чем у промышленного КУ-2х8 (СЕ=236 мг/г).  

На рисунке 1 представлена зависимость СЕ сульфокатиониов от кислотности среды. Установлено, что 

оба сульфокатиониты (КУ-2х8) (ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

) эффективно извлекает ионы Со

2+

 при рН 1,01-6,05.  

 

 

 

Рис.1. Зависимость сорбции ионов Со

2+

 сульфокатионитами ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

 (1), КУ-2х8 (2) 

от кислотности среды (7 суток, С

Со

2+=2,01 г/л) 

 

Изучение сорбционный емкости (рис.2) по отношению к ионам Pb

2+

 показывает, что сульфокатиониты 

КУ-2х8  и  ГМА-ТПГДА-  Н

2

SO

4 

эффективно  извлекают  ионы  свинца  (II)  при  рН  1,4-6,2.  Более  полное 

извлечение ионов Pb

2+

 в катионите ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

 происходит при pH 3,2.  

Абай атындағы ҚазҰПУ-нің Хабаршысы, «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы, №1(43), 2015 ж. 

21 

 

 

Рис.2. Зависимость сорбции ионов Pb

2+

 сульфокатионитами ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

 (1), КУ-2х8 (2) 

от кислотности среды (7 суток, С

Со

2+=2,1 г/л) 

 

Задачи создания высококачественных материалов и высокопроизводительных ионообменных процес-

сов  могут  быть  решены  лишь  при  детальном  изучении  как  равновесных,  так  и  кинетических  свойств 

ионитов. Из рисунков 3,4 видно, что оба сульфокатиониты обладают высокими кинетическими свойства-

ми,  извлекая  ионы  Со

2+

  с  довольно  высокой  скоростью  в  начальный  период.  Равновесное  состояние 

между раствором СоS0

4

, содержащим 2,01 г-л

-1

 кобальта и имеющим рН 2,8 в катионите ГМА-ТПГДА-

Н

2

SO

4

  устанавливается за 2 часа. По  отношению  к ионам Pb

2+

 равновесное состояние между раствором 

Pb(NO

3

)

2

, содержащим 2,33 г/л свинца, имеющим рН 2,9 устанавливаются за 1 час. 

 

 

 

Рис.3. Зависимость сорбции ионов Pb

2+

 сульфокатионитами ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

 (1), КУ-2х8 (2) 

от продолжительности их контакта с раствором Pb(NO

3

)

2

 (рН=3,2, С

Pb

2+= 2,33 г/л) 

 

 

 

Рис.4. Зависимость сорбции ионов Co

2+ 

сульфокатионитами ГМА-ТПГДА- Н

2

SO

4

 (1), КУ-2х8 (2) 

от продолжительности их контакта с раствором СоS0

4

, (рН=3, С

Co

2+= 2,01 г/л) 

 

Как видно из данных рисунков сульфокатионит ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

 по сравнению с промышленным 

КУ-2х8  обладает  более  высокими  сорбционными  и  кинетическими  свойствами  по  отношению  к  ионам 

кобальта (II) до 282,4 - 383,0 мг/г за 2 часа и свинца (II) до 456,0-518,0 мг/г за 1 час.  

Таким  образом,  на  основании  исследований  можно  заключить,  что  наиболее  перспективным  для 

сорбции  ионов  кобальта  (II)  и  свинца  (II)  является  новый  сульфокатионит  (ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

), 

проявляющий  более  высокую  поглощающую  способность,  чем  промышленный  катионит  КУ-2х8  и 

может быть внедрен на гидрометаллургических заводах. 

 

1 Бобко Д.Э. Сорбционное концентрирование ионов Co(II) из хлоридных растворов на некоторых ионитах // Тез. 

докл. XI Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и 

наука». Сибирский федеральный университет Институт цветных металлов и материаловедения. 2013 - С. 245-249. 

2 Ергожин Е.Е., Никитина А.И., Бектенов Н.А., Кабулова Г.К. Сорбция ионов цветных металлов сульфокатио-

нитами на основе нефти и продуктов ее переработки // Цветные металлы. 2010. - №11. - C. 39-43. 

Вестник КазНПУ имени Абая, серия «Естественно-географические науки», №1(43), 2015 г. 

22 

3  Simonov  V.V.,  Tamarkin  Y.V.,  Kucherenko  V.A.,  Shendrik  T.G.  Adsorptionof  lead ionsnanoporousmaterials  obtained 

byalkalineactivation ofbrown coal // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1 (2012 5) 113-122. 

4 Никифорова Т.Е. и др. Сорбционные свойства и природа взаимодействия целлюлозосодержащих полимеров с 

ионами металлов // Химия растительного сырья. 2009. - №1. - С. 5-14. 

 

Түйін 

«Ә.Б. Бектуров атындағы химия ғылымдары институты» АҚ, Алматы қ. 

Н.А. Бектенов – х.ғ.д., профессор, bekten_1954@mail.ru, К.А. Садыков – химия магистрі, кғқ, 

kanat_sadykov_80@mail.ru, А.К. Байдуллаева – химия магистрі, инженер, ainasha.kz@mail.ru, С.Ж. Ашимова – Абай 

атындағы ҚазҰПУ 2 курс магистранты, salta_32@mail.ru

 

«Глицидилметакрилат сополимері негізіндегі сульфокатиониттің ауыр металдар иондарының сорбциясы» 

Түсті  металлургия  кәсіпорындары  мен  металды  қайта  өңдеу  өнеркәсіптерінде  технологиялық  үрдістер  кезінде 

экожүйеге аса үлкен зиян келтіретін ауыр металдардың тұздарымен ластанған ағынды сулар түзіледі. Ағынды сулар-

ды улы металлдардың иондарынан тазалаудың тиімді әдістерінің бірі- ион алмастыру әдісі болып табылады.  

Жұмыстың мақсаты - ауыр металл кобальт(II) және қорғасын (II) иондарының сорбциясын глицидилметакрилат 

(ГМА),трипропиленгликольдиакрилат (ТПГДА) сополимерлері және концентрлі күкірт қышқылы негізінде алынған 

жаңа сульфокатионитпен зерттеу.  

Жоғары сапалы және жоғары өнімді ион алмастыру үрдістерін жасау иониттердің тепе- теңдік және кинетикалық 

қасиеттерін тереңдеп зерттеу нәтижесінде ғана шешімін таба алады.  

Статикалық жағдайда ауыр металл иондарының Сo

2+

, Рb

2+ 

жаңа сульфокатиониттің өнеркәсіптік сульфокатионит-

пен  КУ-2х8  салыстыру  негізінде  үлгі  ерітінділермен  сорбциялануы  зерттелді.  Алынған  катиониттің  сорбциялық 

қасиетін  зерттеу  үшін  КУ-2х8  орта  деңгейде  тігілген  өнеркәсіптік  күштіқышқылдық  сульфокатиониттің  шығару 

қабілеті зерттелді. ГМА-ТПГДА сополимері мен концентрлі кукірт қышқылы негізіндеалынған сульфокатиониттің 

кобальт  (II)  және  қорғасын  (II)  иондарының  алдын-ала  дайындалған  моделді  ерітінділерінің  рН  көрсеткішіне, 

концентрациясы және кинетикасының мәндеріне байланысты өзгеруі зерттелді. 

Тәжірибелік  жұмыстардың  нәтижесінде  өнеркәсіптік  катионит  КУ-2х8  мен  салыстырғанда  сульфокатионит 

ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

 аса жоғары сорбциялық және кинетикалық қабілеті екендігін көрсетті. Атап айтар болсақ жаңа 

ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

 сульфокатионитінің сорбциялық сыйымдылығы (СЕ) кобальт(II) иондары үшін рН 3,2 болғанда 

383,0 мг/г дейін тепе-теңдіктің орнауы 2 сағатта аяқталады. Ал қорғасын (II) иондары үшін рН 2,9 болғанда сорбция-

лық сыйымдылығы (СЕ) 518,0 мг/г, реакцияның аяқталуы 1 сағатта жүзеге асады.  

Сонымен,  зерттеу  нәтижелері  негізінде  мынадай  қорытынды  шығаруға  болады:  кобальт(II)  және  қорғасын(II) 

иондарын сорбциялау үшін тиімділігі жоғары ионит бұл жаңа сульфокатионит (ГМА-ТПГДА-Н

2

SO

4

) болып табыла-

ды. Ол өнеркәсіптік катионит КУ-2х8 ге қарағанда аса жоғары сіңіргіштік қасиет көрсетеді және гидрометаллургия-

лық зауыттарға енгізуге болады. 

Тірек сөздер: сульфокатиониттер, сополимерлеу, ион алмастыру, сорбент, металдарды сору 

 

Summary 

JSC "Institute of Chemical Sciences after A.B. Bekturov" Almaty 

N.A. Bektenov – d.c.s., professor, CRbekten_1954@mail.ru, K.A. Sadykov – master of chemistry, 

JRkanat_sadykov_80@mail.ru, A.K. Baidullaeva – master of chemistry, engineer ainasha.kz@mail.ru, S.Zh. Ashimova – 

KazNPU after Abaya, undergraduate, salta_32@mail.ru

 

«The sorption of heavy metal ions by sulfonic cation exchanger based on copolimer of glycidylmethacrylate» 

At the enterprises of nonferrous metallurgy and metalprocessing industry in the tekhnologikcheskikh processes the sewage 

polluted by salts of heavy metals which have very adverse effect on an ecosystem is formed. One of perspective methods of 

sewage treatment from ions of toxic metals is the ionic exchange.  

The work purpose - studying of sorption of ions of heavy metals of cobalt (II) and lead (II) a new sulphocationite on the 

basis of copolymer of a glitsidilmetakrilat (GMA), a tripropilenglikoldiakrilat (TPGDA) and the concentrated chamois of acid. 

Communications  with  the  put  I  aim  us  was  the  new  is  synthesized  sulphocationite  on  the  basis  of  copolymer  of  a 

glitsidilmetakrilat (GMA) and the concentrated chamois of acid.  

Problems  of  creation  of  high-quality  materials  and  high-performance  ion-exchange  processes  can  be  solved  only  at 

detailed studying of both equilibrium, and kinetic properties of ionites.  

Under static conditions, sorption of heavy metal ions Co

2+

, Pb

2+ 

a new sulphocationite from model solutions in comparison 

with an industrial sulphocationite of KU-2x8 is studied. For a comparison of sorption properties of the received kationit the 

taking  ability  of  an  industrial  a  strongly  sulphocationite  with  average  degree  of  a  stitching  of  KU-2x8  was  investigated. 

Concentration influence, рН model solutions of cobalt (II) and lead (II) and time of contact sulphocationite on the basis of 

GMA-TPGDA  copolymer  and  the  concentrated  chamois  of  acid  is  investigated.As  a  result  of  experimental  work  it  was 

defined sulphocationite GMA-TPGDA -Н

2

SO

4 

in comparison with industrial KU-2x8 possesses Bol high sorption and kinetic 

properties on an otnoshekniya to cobalt (II) ions to 383,0 mg/g in 2 hours at рН 3,2 and lead (II) to 518,0 mg/g in 1 hour at рН 

2,9. Thus, on the bases of researches it is possible to conclude that the most perspective for sorption of ions of cobalt (II) and 

lead  (II)  is  new  sulphocationite  (GMA-TPGDA-Н

2

SO

4

),  showing  higher  absorbing  ability,  than  industrial  sulphocationite 

KU-2x8 and life can is introduced at hydrosteel works.

 

жүктеу/скачать 3,11 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: