zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-817Research ArticleСтатьиВыделение соединений хрома из ZSM-5 в ионную жидкостьSpeciation of Chromium Compounds from ZSM-5 into an Ionic LiquidHuangH. L.HuangH. L.

Мяоли, 36063

Department of Safety, Health and Environmental Engineering.

Miao-Li 36063, Taiwan

hlhuang@nuu.edu.twWeiY. J.WeiY. J.

Мяоли, 36063

Department of Safety, Health and Environmental Engineering.

Miao-Li 36063, Taiwan

Национальный объединенный университетNational United University202129052021882270274Copyright © Huang H.L., Wei Y.J., 20212021Huang H.L., Wei Y.J.Huang H.L., Wei Y.J.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/817

С помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии XANES изучен вид хрома, извлеченного из ZSM-5 в ионную жидкость (ИЖ). Основные виды адсорбированного хрома в ZSM-5: Cr(VI)-HA(Cr(VI), хелатированный гуминовыми кислотами (HAs) 57%, Cr(VI)ads (Cr(VI), адсорбированный из ZSM-5) 33% и Cr(III)-HA (Cr(III), хелатированный HA) 10%. Хлорид 1-бутил-3-метилимидазолия ([C4mim]Cl) использован в качестве ИЖ для извлечения соединений хрома из ZSM-5. Экспериментальным путем извлечены ~75% соединений хрома в течение 30 мин при 343 К. Комбинированием эффективности извлечения хрома и результатов подгонки компонентов спектров XANES Cr(VI)-HA получен в [C4mim]Cl. После экстракции 34.5% соединений Cr(VI) восстанавливаются с образованием ионов Cr(III)-HA и Cr(III). Согласно данным EXAFS, длина связи Cr-O в соединениях Cr 1.69 A в [C4mim]Cl. Результаты 1H ЯМР-спектроскопии показывают, что на восстановление и экстракцию соединений Cr(VI) влияет [C4mim]+. Cr(VI)ads(9%>), Cr(III)-HA (10.8%) и Cr(III)ads (5.2%) являлются неэкстрагируемыми частицами хрома в ZSM-5. При использовании [C4mim]Cl в качестве экстрагента доля Cr(VI) значительно снижается.

The speciation of extracted chromium from ZSM-5 into an ionic liquid (IL) was studied using X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy. The main adsorbed chromium species in ZSM-5 were Cr(VI)-HA (Cr(VI) chelated with humic acids (HAs)) (57%), Cr(VI)ads (Cr(VI) adsorbed on ZSM-5) (33%), and Cr(III)-HA (Cr(III) chelated with HA) (10%). In this work, l-butyl-3-methylimidazolium chloride ([C4mim]Cl), was used as the IL to extract the chromium compounds from ZSM-5. Experimentally, approximately 75% of the chromium compounds were extracted within 30 min at 343 K. Combining the chromium extraction efficiency and component fitting results of the XANES spectra, almost all of Cr(VI)-HA was extracted into [C4mim]Cl. Following extraction, 34.5% of the Cr(VI) compounds were reduced to form Cr(III)-HA and Cr(III) ions. The Cr-O bond distance of Cr compounds was 1.69 A in [C4mim]Cl as shown by X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy. 1H nuclear magnetic resonance (NMR) showed that the reduction and extraction of Cr(VI) compounds were affected by [C4mim]+. The non-extractable chromium species in ZSM-5 were Cr(VI)ads (9%), Cr(III)-HA (10.8%), and Cr(III)ads (5.2%). The fraction of Cr(VI) was decreased greatly because of the use of [C4mim]Cl as the extractant.

хромZSM-5ионная жидкостьEXAFSXANESchromiumZSM-5ionic liquidX-ray absorption fine structureX-ray absorption near-edge structureReferencesU. Farooq, J. A. Kozinski, M. A. Khan, M. Athar, Bioresour. Technol, 101, 5043 (2010).U. Farooq, J. A. Kozinski, M. A. Khan, M. Athar, Bioresour. Technol, 101, 5043 (2010).B. Dhal, H. N. Thatoi, N. N. Das, B. D. Pandey, J. Hazard. Mater., 250, 272-291 (2013).B. Dhal, H. N. Thatoi, N. N. Das, B. D. Pandey, J. Hazard. Mater., 250, 272-291 (2013).G. Choppala, N. Bolan, J. H. Park, Adv. Agron., 120, 129-172 (2013).G. Choppala, N. Bolan, J. H. Park, Adv. Agron., 120, 129-172 (2013).W. T. Cefalu, F. B. Hu, Diabetes, 27, 2741-2751 (2004).W. T. Cefalu, F. B. Hu, Diabetes, 27, 2741-2751 (2004).A. K. Shanker, C. Cervantes, H. Loza-Tavera, S. Avudainayagam, Environ. Int, 31, 739-753 (2005).A. K. Shanker, C. Cervantes, H. Loza-Tavera, S. Avudainayagam, Environ. Int, 31, 739-753 (2005).M. Costa, C. B. Klein, Crit. Rev. Toxicol., 36, 155-163 (2006).M. Costa, C. B. Klein, Crit. Rev. Toxicol., 36, 155-163 (2006).A. Corma, Chem. Rev, 27, 431-442 (1997).A. Corma, Chem. Rev, 27, 431-442 (1997).V. L. Colin, L. B. Villegas, C. M. Abate, Int. Biodeter. Biodegrad., 69, 28-37 (2012).V. L. Colin, L. B. Villegas, C. M. Abate, Int. Biodeter. Biodegrad., 69, 28-37 (2012).Z. Liu, Y. Wu, C. Lei, P. Liu, M. Gao, World J. Microbiol, 28, 1585-1592 (2012).Z. Liu, Y. Wu, C. Lei, P. Liu, M. Gao, World J. Microbiol, 28, 1585-1592 (2012).H. L. Huang, Y. J. Wei, Chemosphere, 194, 390-395 (2018).H. L. Huang, Y. J. Wei, Chemosphere, 194, 390-395 (2018).A. Tytlak, P. Oleszczuk, R. Dobrowolski, Environ. Sci. Pollut. Res, 22, 5985-5994 (2015).A. Tytlak, P. Oleszczuk, R. Dobrowolski, Environ. Sci. Pollut. Res, 22, 5985-5994 (2015).C. Rosales-Landeros, C. E. Barrera-Diaz, B. Bilyeu, V. V. Guerrero, F. U. Nhnez, Am. J. Anal. Chem, 4, 8-16 (2013).C. Rosales-Landeros, C. E. Barrera-Diaz, B. Bilyeu, V. V. Guerrero, F. U. Nhnez, Am. J. Anal. Chem, 4, 8-16 (2013).N. V. Plechkova, K. R. Seddon, Chem. Soc. Rev, 37, 123-150 (2008).N. V. Plechkova, K. R. Seddon, Chem. Soc. Rev, 37, 123-150 (2008).M. J. Earle, K. R. Seddon, Pure Appl. Chem, 72, 1391-1398 (2000).M. J. Earle, K. R. Seddon, Pure Appl. Chem, 72, 1391-1398 (2000).H. Zhao, S. Xia, P. Ma, J. Chem. Technol. Biotechnol., 80, 1089-1096 (2005).H. Zhao, S. Xia, P. Ma, J. Chem. Technol. Biotechnol., 80, 1089-1096 (2005).A. Stojanovic, B. K. Keppler, Sep. Sci. Technol., 47, 189-203 (2012).A. Stojanovic, B. K. Keppler, Sep. Sci. Technol., 47, 189-203 (2012).H. L. Huang, J. Mol. Liq, 230, 24-27 (2017).H. L. Huang, J. Mol. Liq, 230, 24-27 (2017).H. L. Huang, H. H. Huang, Y. J. Wei, Spectrosc. Acta B, Atom. Spectrosc, 133, 9-13 (2017).H. L. Huang, H. H. Huang, Y. J. Wei, Spectrosc. Acta B, Atom. Spectrosc, 133, 9-13 (2017).E. A. Stern, M. Newville, B. Ravel, Y. Yacoby, D. Haskel, Physica B, 208, 117-120 (1995).E. A. Stern, M. Newville, B. Ravel, Y. Yacoby, D. Haskel, Physica B, 208, 117-120 (1995).S. I. Zabinsky, J. J. Rehr, A. Ankudinov, R. C. Albers, M. J. Eller, Phys. Rev. B, 52, 2995-3009 (1995).S. I. Zabinsky, J. J. Rehr, A. Ankudinov, R. C. Albers, M. J. Eller, Phys. Rev. B, 52, 2995-3009 (1995).T Resslert, X. A. S. Win, J. Synchrotron. Rad, 5, 118-122 (1998).T Resslert, X. A. S. Win, J. Synchrotron. Rad, 5, 118-122 (1998).D. Koningsberger, B. Mojet, J. Miller, D. E. Ramaker, J. Synchrotron. Rad., 6, 135-141 (1999).D. Koningsberger, B. Mojet, J. Miller, D. E. Ramaker, J. Synchrotron. Rad., 6, 135-141 (1999).T. Yamamoto, X-Ray Spectrum, 37, 572-584 (2008).T. Yamamoto, X-Ray Spectrum, 37, 572-584 (2008).V. R. Elias, E. V. Sabre, E. L. Winkler, L. Andrini, F. G. Requejo, S. G. Casuscelli, G. A. Eimer, J. Solid State Chem, 213, 229-234 (2014).V. R. Elias, E. V. Sabre, E. L. Winkler, L. Andrini, F. G. Requejo, S. G. Casuscelli, G. A. Eimer, J. Solid State Chem, 213, 229-234 (2014).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.