Comparative analysis of absorption capacity of Cr(VI) polyaniline and cellulose/polyaniline composites synthesized in aqueous solutions of organic acids

Abstract

PAn-OA, and PAn-CA, were synthesized by oxidation of aniline (An) with ammonium peroxydisulfate in the 0.5 M aqueous solutions of formic (FA), acetic (AC), oxalic (OA), and citric acids (CA) respectively. Samples of composites of cellulose (Cel) with doped polyaniline (Cel/PAn-FA, Cel/PAn-AA, Cel/PAn-OA, and Cel/PAn-CA)were produced by same method under the presence of a suspension of microfibrillar bleached cellulose in the reaction mixture. The mass ratio of An : Cel was 1 : 1. The structure of obtained samples was studied using X-ray diffraction, FTIR spectral analysis, and scanning electron microscopy.Adsorption capacity as concerns Cr(VI) by produced samples of both individual polyanilines and composites and adsorption kinetics has been studied by electronic (UV) and fluorescence X-ray spectroscopy and also X-ray energy dispersion analysis methods. Practically full removal of Cr(VI) ions (98-100 %) of such investigated samples of PAns and its composites has been determined.The adsorption kinetics is good described by equations of pseudo first and second orders. According to the results, the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms are plotted. It was found that the process of adsorption Cr(VI) ions by doped samples of PAn and Cel/PAn accords to adsorption model of Langmuir. It has been shown, that adsorbed chromium remains in the samples of adsorbents in the form of chromium (III).

Study of the adsorption properties of cellulose/polyaniline composite in relation to Cr(VI) ions from aqueous solutions

“…Ефективність осадження ПАн на поверхню мікрофібрил Цел залежить від вибору умов проведення реакції окиснення аніліну, природи кислоти-допанта,  співвідношення концентрацій мономер/окисник та співвідношення мас Ан/Цел, температури синтезу, ступеня дисперсності та попередньої підготовки Цел [25]. Поширеним допантом для синтезу як ПАн, так і композитів Цел/ПАн зазвичай слугує хлоридна кислота (HCl).…”

“…Як бачимо з рис. 1, ІЧФП спектр зразка ПАн містить набір характеристичних, властивих для поліаніліну, смуг [25]. Характеристичні смуги за 1 577 та 1 475 см -1 , які відповідають валентним коливанням -С=С-хіноноїдних (Q) і бензеноїдних (B) кілець у макромолекулах, відповідно, наявні і в спектрі композита Цел/ПАн.…”

“…У ІЧФП спектрі композита наявна менш інтенсивна, ніж у спектрі Цел, смуга за 1 025 см -1 , яка відповідає валентним коливанням С-О-С і Н-О груп Цел [25]. Значно менша інтенсивність цієї характеристичної для Цел смуги (див.…”

“…рис. 1, 2) в спектрі зразка композита очевидно зумовлена електромагнітним екрануванням мікроволокон Цел шаром ПАн [25].…”