Štúdium sorpčných vlastností zinku na syntetický hydroxyapatit

Štúdium sorpčných vlastností zinku na syntetický hydroxyapatit

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
80%
Prevedenie (dizajn)
70%
Diskusná interakcia
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
RNDr. Pavol Kruk PhD100%100%-
Mgr. Eva Duborská60%40%-
ISBN: 978-80-970712-6-4

Štúdium sorpčných vlastností zinku na syntetický hydroxyapatit

Lucia Pivarčiová1 , Oľga Rosskopfová , Michal Galamboš
1 Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta, Katedra jadrovej chémie, Bratislava, Slovenská republika
lpivarciova18@gmail.com

Zinok je dôležitý stopový prvok nevyhnutný pre rast a správny vývin organizmu. Nachádza sa vo všetkých tkanivách. Zinok je kofaktorom mnohých enzýmov a je potrebný pri replikácii DNA. Jeho nadbytok alebo naopak nedostatok môže spôsobiť ochorenie (1). Zinok a jeho zlúčeniny sa používajú v rozličných priemyselných procesoch, čím sa zvyšuje jeho úroveň v životnom prostredí. Kvôli jeho širokému použitiu ho možno nájsť v odpadových vodách, kaloch a v pevných odpadoch (2). Na odstraňovanie a elimináciu ťažkých kovov sa používajú rozličné konvenčné technológie. Najčastejšie používaná, ekologicky a ekonomicky šetrná metóda na odstraňovanie toxických kovov a rádionuklidov uvoľnených do životného prostredia, je ich sorpcia na prírodné alebo syntetické sorbenty (3). Táto práca bola zameraná na štúdium sorpčných vlastností zinku na syntetický hydroxyapatit. Hydroxyapatit [Ca5(PO4)3(OH)] je hlavný anorganický komponent kostí a zubov u stavovcov. Syntetický hydroxyapatit obsahuje častice s rôznou morfológiou, kryštalinitou, veľkosťou pórov a s rozdielnou veľkosťou špecifického povrchu v závislosti od jeho použitia. Hydroxyapatit má hexagonálnu štruktúru, v ktorej obsahuje miesta pre výmenu katiónov aj aniónov, čo je dôležité pre imobilizáciu rádionuklidov (4). Iónová výmena, adsorpcia, spoluzrážanie, substitúcia Ca2+ iónov v hydroxyapatite inými kovmi sú mechanizmy na odstraňovanie iónov z roztoku a ich zadržanie v štruktúre tohto sorbentu (5). Sorpcia zinku na dve vzorky syntetického hydroxyapatitu pripravené rôznymi metódami sa študovala v závislosti od doby kontaktu, hodnoty pH a od rôznej koncentrácie Zn2+ katiónov vo vodnej fáze. Vplyv doby kontaktu na sorpciu sa sledoval v časovom intervale od 3 do 480 min pri troch koncentráciách Zn2+ katiónov vo vodnej fáze 1∙10-4, 5∙10-4 a 1∙10-3 mol·dm-3. Percento sorpcie zinku na HA1 a HA2 bolo viac ako 96 % už po 60 min pre všetky tri koncentrácie. Syntetický hydroxyapatit vykazuje excelentné tlmiace vlastnosti v intervale pH 4-10. Tlmiaca kapacita hydroxyapatitu je výsledkom acidobázických reakcií dostupných funkčných skupín na jeho povrchu (6, 7). Na sorpciu zinku sme použili roztoky s počiatočnou hodnotou pH v rozmedzí 3,2 - 8,2. Pri počiatočnom pH od 4,5 do 6,5 je konečné pH rovnaké. Na interpretáciu množstva adsorbovaného zinku na hydroxyapatit HA1 a HA2 sa použila Langmuirova izoterma. Percento sorpcie zinku na hydroxyapatit HA1 a HA2 zostáva nezmenené zvyšovaním koncentrácie Zn2+ iónov v roztoku až do koncentrácie 1∙10-4 mol.dm-3. Ďalším zvyšovaním koncentrácie Zn2+ iónov v roztoku sa percento sorpcie znižuje. Maximálna sorpčná kapacita zinku pre HA1 bola 0,437 mmol∙g-1 a pre HA2 bola 0,605 mmol∙g-1.

Poďakovanie: 
Zdroje: 

(1) Nations S.P., Boyer P.J., Love L.A., et al. (2008) Neurology. 71, 639-643
(2) Chmielewská E., Kuruc J. (2008) Odpady. Nakladanie s tuhým neaktívnym a rádioaktívnym odpadom. Univerzita Komenského Bratislava, Bratislava
(3) Korineková M., Havlík T. (2006) Acta Metall. Slovaca. 208-213
(4) Rosskopfová O., Galamboš M., Rajec P. (2011) J. Radioanal. Nucl. Chem. 287, 715-722
(5) Nzihou A., Sharrock P. (2010) Waste Biomass Valor 1. 1, 163-174
(6) Bengtsson Ǻ., Shchukarev A., Persson P., Sjöberg S. (2009) Geochim. Cosmochim. Acta. 73, 257-267
(7) Smičiklas I., Dimović S., Plećaš I., Mitrić M. Water Res (2006). 40, 2267-2274

Diskusia