УЛЬЯБАЕВА Г.Р. — НОМИНАНТ № 9 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2019 г.


НОМИНАНТ № 9 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2019 г.

Ульябаева Гульназ Ринатовна

Место работы и должность: Аспирантура РГУ им. А.Н. Косыгина 3 год обучения. ИНЭОС РАН им. А.Н. Несмеянова, инженер-исследователь.

Адрес: г. Москва

Разработка хитозан-содержащего криогеля и использование в качестве биосорбента для регенерации природной и питьевой воды от загрязнений красителями

В настоящее время большое внимание уделяется исследованиям в области реабилитации человека и регенерации промышленных вод и биологических жидкостей. Особые требования предъявляются к очистке воды, направляемой на производство лекарственных препаратов, детского питания и других целей. Для этого необходимо использовать специальные сорбенты на основе биополимеров, для получения которых не применяются низкомолекулярные органические модификаторы или сшивающие реагенты.  Широко известны возможности использования хитозана и его производных для удаления ионов тяжелых металлов. Особенно высокая сорбционная активность хитозана наблюдается по отношению к ионам меди. Большую угрозу живым организмам и, прежде всего, здоровью людей представляют органические отходы, образующиеся в результате деятельности человека. Синтетические красители имеют сложную ароматическую структуру и представляют собой небиоразлагаемые вещества, которые накапливаются в природе, оказывают прямое и косвенное токсическое воздействие на человека, вызывая целый ряд заболеваний.

С целью создания биосорбента, нами была предложен новый способ получения хитозан-содержащего криогеля в отсутствие сшивающего реагента путем криогелирования совместного раствора гидрохлорида хитозана и поливинилового спирта с последующим переводом хитозана в форму основания (ПВС-ХТО) путем депротонирования аминогрупп в парах аммиака. Полученный в таких условиях сорбент содержит мелкие частицы дискретной фазы хитозана (2-5 мкм), равномерно распределенные в объеме пористой матрицы композитного криогеля поливинилового спирта. Такая структура сорбента обеспечила доступность аминогрупп хитозана в процессе сорбции органических соединений, таких как текстильные красители, и ионы тяжелых металлов.

Изучение сорбционных свойств композитных криогелей по отношению к ряду текстильных красителей показало, что криогели ПВС-ХТО обладают высокой сорбционной емкостью и скоростью достижения сорбционного равновесия. Значение предельной абсорбции A составило 30-50 мг/г хитозана. Содержание сорбированного красителя на криогеле существенно превышало соответствующий показатель (6-10 мг/г волокна), полученный при крашении шерсти в оптимальных условиях. Показано, что при снижении концентрации раствора красителя степень извлечения увеличивается и при концентрации 0,01ммоль/л степень извлечения достигает 100%. На рисунке 1 представлены кинетические кривые сорбции красителя КК2Ж композитными криогелями ПВС-ХТО.

Кинетические кривые сорбции красителя Кислотный красный 2Ж композитными криогелями ПВС-ХТО с содержанием ПВС:ХТО=120:56 г/л (1, 2, 3) и ПВС:ХТО=120:112 г/л (4, 5, 6) из водных растворов с разной концентрацией сорбата: 1, 4 – 0,1 ммоль/л; 2, 5 – 0,05 ммоль/л; 3, 6 – 0,01 ммоль/л.

Показана возможность проведения процесса бескислотной десорбции красителей из криогелей ПВС-ХТО, который протекает в среде сильного электролита и за 24 ч достигает 100%, что позволяет использовать разработанные криогели многократно.

Список публикаций

  1. Ульябаева Г.Р. Получение гидрогелей из растворов поливинилового спирта и хитозана с использованием технологии криотропного гелеобразования. // Материалы Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2016»/Отв.ред. А.И. Андреев, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный ресурс] — М.: МАКС Пресс, 2016. — 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM); 12 см. — Систем. требования: ПК с процессором 486+; Windows 95; дисковод DVD-ROM; Adobe Acrobat Reader. ISBN 978-5-317-04946-1
  2. Подорожко Е.А., Ульябаева Г.Р., Кильдеева Н.Р., Тихонов В.Е., Антонов Ю.А., Журавлева И.Л., Лозинский В.И. Изучение криоструктурирования полимерных систем. 41. Комплексные и композитные криогели поливинилового спирта, содержащие соответственно, растворимую и нарастворимую формы хитозана. // Коллоидный журнал, 2016, том 78, № 1, с. 75–87   / Podorozhko E. A., Ul’yabaeva G. R., Kil’deeva N. R., Tikhonov V. E., Antonov Yu. A. A Study of Cryostructuring of Polymer Systems. Complex and Composite Poly(vinyl alcohol) Cryogels Containing Soluble and Insoluble Forms of Chitosan, Respectively. // Colloid Journal, 2016, Vol. 78, No. 1, pp. 90–101
  3. Подорожко Е.А., Ульябаева Г.Р., Тихонов В.Е., Грачев А.В., Владимиров Л.В., Антонов Ю.А., Кильдеева Н.Р., Лозинский В.И. Изучение криоструктурирования полимерных систем. 43. Особенности микроструктуры хитозан-содержащих комплексных и композитных криогелей поливинилового спирта. // Коллоидный журнал, 2016, том 78, № 6, с. 760–771. / Podorozhko E. A., Ul’yabaeva G. R., Tikhonov V. E., Grachev A. V., Vladimirov L. V., Antonov Yu. A., Kil’deeva N. R., Lozinsky V. I. A Study of Cryostructuring of Polymer Systems. Characteristics of Microstructure of Chitosan-Containing Complex and Composite Poly(vinyl alcohol) Cryogels. // Colloid Journal, 2017, Vol. 79, No. 1, pp. 94–105
  4. Кильдеева Н.Р., Ульябаева Г.Р., Сажнев Н.А., Подорожко Е.А., Лозинский В.И. Изучение структуры и свойств криогелей поливинилового спирта с добавками хитозана. // Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности (Инновации-2016): сборник материалов Международной научно-технической конференции. Часть 2. – М.: ФГБОУ ВО «МГУДТ», 2016. –315 с.
  5. Ульябаева Г.Р., Подорожко Е.А., Кильдеева Н.Р., Лозинский В.И. Особенности микроструктуры и свойств криогелей поливинилового спирта, содержащих добавки различных форм хитозана. // Каргинская конференция «Полимеры-2017» Сборник тезисов, Москва, Россия 13-17 июня 2017г. стр 748
  6. Подорожко Е.А., Ульябаева Г.Р., Никитина Я.Б., Клабукова Л.Ф., Кильдеева Н.Р., Лозинский В.И. Новые композитные криогели поливинилового спирта. // Каргинская конференция «Полимеры-2017» Сборник тезисов, Москва, Россия 13-17 июня 2017г. стр 729
  7. Ульябаева Г.Р., Губочкина А.А., гр. ХХ-115 Научный руководитель: проф., д.х.н. Кильдеева Н.Р. Получение и сорбционные свойства криогелей поливинилового спирта и хитозана. // Сборник материалов Всероссийской студенческой практической конференции «Экология-2017»: – М.: ФГБОУ ВО «РГУ им. А. Н. Косыгина», 2017. Стр 90
  8. Ульябаева Г.Р., Подорожко Е.А., Губочкина А.А., Кильдеева Н.Р., Лозинский В.И. Композитные сорбенты на основе содержащих хитозан криогелей поливинилового спирта для доочистки сточных и питьевых вод. // Международный форум: Биотехнология: состояние и перспективы развития. Науки о жизни. — 23-25 мая 2018 — Москва, Гостиный Двор — С. 256
  9. Ul’yabaeva G.R., Podorozhko E.A., GubochkinaA.A., Kildeeva N.R., Lozinsky V.I. Composite sorbents based on the chitosan-containing cryogels of polyvinyl alcohol for the finishing purification of waste and drinking waters. // International Forum Biotechnology: state of the art and perspectives. Life Sciences. 23 — 25 May, 2018- Gostiny Dvor, Moscow — P. 257
  10. Ульябаева Г.Р., Губочкина А.А., Кильдеева Н.Р. Изучение сорбционных свойств криогелей поливинилового спирта и хитозана. // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. тезисов докладов и сообщений на XXV Всерос. конф. – Йошкар-Ола: ПГТУ, 2018. С 125
  11. Ul’yabaeva G.R., Podorozhko E.A., Lozinsky V.I., Kildeeva N.R. Composite Poly(vinyl alcohol) / Chitosan cryogels  for the produsion of new bio msterials. // Modern problems of polymer science Program and Abstract Bookof 14th International Saint Petersburg Conference of Young Scientists — Saint Petersburg. — November 12 – 14, 2018– Р.127