ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА АДСОРБЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ ГЛИНЫ ГОЛУБОЙ УНДОРОВСКОЙ Кормишина А.Е.,Мизина П.Г.,Кормишин В.А.

ИМЭ и ФК УлГУ


Номер: 4-8
Год: 2016
Страницы: 88-94
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

глина голубая, термическая обработка, адсорбция, токсиканты

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье изложены результаты исследования изменения адсорбционной способности глины голубой Ундоровской после различных режимов термической обработки.

Текст научной статьи

Глины представляют собой продукт выветривания горных пород, по химическому составу - алюмосиликаты, главные составные части которых - глинозём (Al2O3) и кремнезём (SiO2). Эти полезные ископаемые достаточно доступны и изучены. Месторождения глин, как правило, находятся в экологически чистых зонах. Адсорбционная способность, наличие множества прямых и опосредованных лечебно-профилактических эффектов, обусловленных строением и физико-химическими свойствами составляющих глины минералов, способных связывать и выводить из организма токсические вещества свидетельствуют о перспективности использования этого минерального сырья в фармацевтической технологии [1, 52]. Представляет определённый научный и практический интерес исследование глины голубой лечебной Ундоровской (далее глина Ундоровская) в качестве перспективного адсорбента для фармацевтической технологии. Целью работы является изучение адсорбционных характеристик глины Ундоровской и их изменение после различных режимов термической обработки. Объекты и методы исследования Объекты исследования[2]: - Уголь активированный (ФСП 42-0306-7709-06) - Каолин фармакопейный (ФС 42-2873-92) - Глина Ундоровская (ТУ 9369-002-02590678-2006) В качестве токсикантов были выбраны следующие лекарственные препараты: - Феназепам (ФС 42-3624-98) - Амитриптилин (ФСП 42-0002-4516-03) - Донормил (НД 42-9158-05 изм. №1) - Димедрол ФСП 42-0119-5042-04 - Баклосан ( ФСП 42-9432-06 изм.№1) - Фенобарбитал (ФСП 42-0561-1977-04) - Эфедрин (ФС 42-3705-99) - Карбамазепин (ФСП 42-0054-5449-04) - Верапамил (НД 42-2313-06) Методы исследования. Сорбционную способность выбранных объектов оценивали методом прямой спектрофотомерии по количеству адсорбированного токсиканта [4,75]. Измеряли оптическую плотность фильтратов лекарственных веществ в кюветах с толщиной слоя 1 см при различных длинах волн. Для исследования использовали спектрофотометр СФ-46 «ЛОМО-Спектр» (Россия). Исследования проводили в 10 повторностях. Показатель адсорбции рассчитывали как отношение разности между исходным и остаточным количеством вещества в объеме растворе к массе навески сорбента по формуле: А=(М0 - М)V/m где А - адсорбционная способность, мг/г; М0 - масса метиленового синего начальная, мг; М - масса метиленового синего после адсорбции, мг; V- объем раствора; m - масса навески сорбента, г. Для прогнозирования сорбционного процесса в макроорганизме [5,20] - смоделировали физиологические среды желудочно-кишечного тракта. Растворы токсикантов соответствовали концентрациям 0,1, 0,5, 1,0 мг/мл, вызывающие легкую, среднюю и тяжелую степень отравления соответственно[6]. При проведении эксперимента отвешивали по 0,2 г (точная навеска) каждого сорбента и добавляли по 5 мл раствора маркерного вещества с рН 2,0 для одной серии и рН 7,5 для другой, перемешивали на лабораторном шейкере при 150 об/мин в течение 1,5 часов при 37 ˚С. Полученную смесь центрифугировали. Определяли оптическую плотность центрифугатов и рассчитывали остаточную концентрацию исследуемого токсиканта в растворе. Дифференциальнй термогравиметрический анализ выполнен на дериватографе Q-1500D(Венгрия). Запись кривых ДТА/ДТГ/ТГ осуществляли от порошкообразных образцов массой 500 мг в платиновых тиглях, в области температур 20-1000°С в стационарной воздушной атмосфере со скоростью нагрева 10 °/мин[3,65]. С учетом данных дифференциального термогравиметрического анализа, глину прокалили в диапазоне всех экзо- и эндотермических эффектов с учетом потери в массе и изучили как меняется ее адсорбционная способность. Для этого порошок глины массой 25,0 помещали в фарфоровую чашку равномерным слоем и прокаливали при различных режимах в электропечи SNOL 7.2/1100( Литва). Эксперимент по адсорбции повторили. Результаты и их обсуждение. Дифференциальнй термогравиметрический анализ позволяет одновременно изучать при изменении температуры тепловые эффекты и изменение массы ( Рисунок 1) Рис. 1- Результаты дифференциального термогравиметрического анализа глины голубой Ундоровской Линии ДТА дериватограмм показывают эндотермические и экзотермические эффекты. От 1000С до 8000С наблюдаем медленное течение эндотермического процесса с усилением эффекта в диапазонах от 2000С до 3000С и от 5000С до 6000С, при 8000С отмечается отчетливый пик. При температуре 9000С - выраженная экзотермическая реакция (как правило, с образованием новых продуктов). Пики указанные на кривой DTA термограммы соответствуют максимальной скорости протекающего процесса и на кривой TG отмечена точка завершения процесса и соответствующая потеря в %. Данные анализа характеризуют течение следующих процессов при различных температурах: отдача гигроскопической воды и дегидратация минералов (100-120°С), дегидратация алюмосиликатов (максимум при 550- 580°С), разложение кальцита (максимум при 870-890°С). Эксперимент по адсорбции водных растворов лекарственных веществ показал, что по адсорбционной способности глина Ундоровская близка, а иногда и выше, показателей каолина фармакопейного( Таблица 2). Таблица 1 Результаты адсорбции токсикантов из их водных растворов различными сорбентами (мг/г) Наименование лекарственного препарата Глина Ундоровская Каолин фармакопейный Уголь активированный Феназепам 11,95±0,02 10,2±0,02 15,0±0,01 Эфедрина гмидрохлорид 8,8±0,01 6,6±0,01 9,5±0,01 Карбамазепин 11,4±0,01 10,4±0,02 13,3±0,01 Амитриптилин 15,2±0,02 10,5±0,02 18,0±0,01 Димедрол 11,4±0,03 9,8±0,03 16,4±0,01 Верапамил 17,2±0,02 12,6±0,01 19,7±0,03 Баклофен 2,56±0,01 2,34±0,03 6,0±0,03 Доксиламин 11,62±0,01 8,5±0,02 12,0±0,01 Фенобарбитал 7,9±0,02 5,3±0,02 8,8±0,01 Данные, полученные в ходе эксперимента с моделированием среды желудочно-кишечного тракта и токсическими концентрациями лекарственных веществ, показывают, что в условиях макроорганизма, адсорбционная способность глины Ундоровской не уступает каолину фармакопейному (Таблица 2 и таблица 3). Таблица 2 Результаты адсорбции лекарственных препаратов из их водных растворов различными сорбентами при рН 2,0 (мг/г) Наименование токсиканта Наименование сорбента/концентрация раствора токсиканта, мг/мл Уголь активированный Глина Ундоровская Каолин фармакопейный 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 Феназепам 28,0± 0,01 27,7± 0,01 19,8± 0,01 28,0± 0,02 28,0± 0,02 17,0± 0,02 27,8± 0,02 19,0± 0,02 18,8± 0,02 Эфедрина гидрохлорид 28,0± 0,01 25,8± 0,01 25,0± 0,01 26,6± 0,01 15,5± 0,01 8,7± 0,01 25,1± 0,01 15,6± 0,01 6,7± 0,01 Карбамазепин 28,9± 0,01 28,1± 0,01 21,4± 0,01 25,0± 0,01 18,0± 0,01 19,6± 0,01 25,0± 0,02 18,0± 0,02 20,5± 0,02 Амитриптилин 28,9± 0,01 28,0±0,01 20,0±0,01 28,9± 0,02 28,0± 0,02 16,0± 0,02 28,9± 0,02 28,0± 0,02 14,0± 0,02 Димедрол 26,6± 0,01 25,5± 0,01 25,5± 0,01 23,6± 0,03 23,8± 0,03 16,5± 0,03 24,0± 0,03 18,5± 0,03 10,3± 0,03 Верапамил 28,0± 0,03 28,0±0,03 21,7± 0,03 27,0± 0,02 23,3± 0,02 14,9± 0,02 25,6± 0,01 21,0± 0,01 15,0± 0,01 Баклофен 27,8± 0,03 27,6± 0,03 27,7± 0,03 23,7± 0,01 22,0± 0,01 14,8± 0,01 21,2± 0,03 21,0± 0,03 13,0± 0,03 Доксиламин 28,6± 0,01 26,7± 0,01 26,9±0,01 28,9± 0,01 24,8± 0,01 18,0± 0,01 21,6± 0,02 14,0± 0,02 14,0± 0,02 Фенобарбитал (в фосфатном буфере) 28,7± 0,02 28,0± 0,02 21,3± 0,02 25,5± 0,02 18,8± 0,02 19,8± 0,02 24,9± 0,01 15,3± 0,01 6,5± 0,01 Таблица 3 Результаты адсорбции токсикантов из их водных растворов различными сорбентами при рН 7,5 (мг/г) Наименование лекарственного препарата Наименование сорбента/концентрация раствора токсиканта, мг/мл Уголь активированный Глина Ундоровская Каолин фармакопейный 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 Феназепам 28,7± 0,01 28,5± 0,01 28,0± 0,01 28,7± 0,02 28,3± 0,02 28,0± 0,02 27,0± 0,02 26,8± 0,02 26,5± 0,02 Эфедрина гидрохлорид 29,0± 0,01 28,7± 0,01 27,6± 0,01 24,0± 0,01 15,6± 0,01 5,5± 0,01 26,0± 0,01 18,8± 0,01 5,0± 0,01 Карбамазепин 28,8± 0,01 28,5± 0,01 26,8± 0,01 24,3± 0,01 6,4± 0,01 3,3± 0,01 27,6± 0,02 4,7± 0,02 4,7± 0,02 Амитриптилин 28,8± 0,01 28,8± 0,01 28,7± 0,01 28,6± 0,02 28,3± 0,02 28,8± 0,02 28,0± 0,02 28,0± 0,02 28,0± 0,02 Димедрол 26,0± 0,01 25,8± 0,01 24,2± 0,01 25,7± 0,03 24,0± 0,03 21,8± 0,03 22,4± 0,03 20,8± 0,03 15,2± 0,03 Верапамил 28,0± 0,01 28,0± 0,01 26,0± 0,01 25,5± 0,02 22,6± 0,02 22,6± 0,02 25,8± 0,01 24,0± 0,01 22,0± 0,01 Баклофен 26,6± 0,01 27,3± 0,01 27,7± 0,01 23,5± 0,03 21,7± 0,03 14,1± 0,03 22,6± 0,03 20,0± 0,03 12,0± 0,03 Доксиламин 28,7± 0,01 28,5± 0,01 27,3± 0,01 26,6± 0,01 24,8± 0,01 20,2± 0,01 24,3± 0,02 21,8± 0,02 14,5± 0,02 Фенобарбитал (в фосфатном буфере) 28,4± 0,01 28,3± 0,01 26,6± 0,01 25,0± 0,02 6,7± 0,02 3,6± 0,02 25,0± 0,02 4,4± 0,02 4,0± 0,02 Данные эксперимента по изучению адсорбционной способности подтверждают, что глины являются гидрофильными адсорбентами, в отличие от активированного угля, которые хорошо поглощают полярные вещества. Из полученных результатов видно, что величина адсорбции глинами уменьшается с резким возрастанием концентрации токсиканта. Это происходит вследствие насыщения мономолекулярного адсорбционного слоя глин молекулами лекарственного вещества. Согласно правилу Ленгмюра, адсорбированные молекулы удерживаются активными центрами в течение определенного времени, которое зависит только от температуры. рН среды увеличивает величину адсорбции, по сравнению с водными растворами, что свидетельствует о проявлениях сорбционных свойств глины в условиях макроорганизма. Сдвиг среды в кислую и щелочную стороны не дает статистически значимых изменений показателей адсорбции. Можно прогнозировать, что при отравлениях легкой и средней степени все три сорбента будут одинаково эффективны, свидетельствует о перспективности использования глины Ундоровской в качестве энтеросорбента, независимо от физиологических изменений рН среды желудочно-кишечного тракта. Для изучение влияние температуры на адсорбционную способность, порошок глины Ундоровской прокалили при различных условиях. Температуры для прокаливания порошка глины Ундоровской были выбраны по результатам дифференциального термогравиметрического анализа, время подбиралось опытным путем, массу образца выбирали с учетом равномерного распределения в фарфоровой чашке и объемом дальнейших исследований( Таблица 4). Таблица 4 Параметры прокаливания порошка глины Ундоровской Номер образца Температура прокаливания, 0С Время прокаливания, мин Образец №1 265 60 Образец №2 265 120 Образец №3 572 30 Образец №4 572 60 Образец №5 572 90 Образец №6 800 30 Эксперимент по адсорбции в условиях макроорганизма, повторили. Результаты эксперимента представлены таблице. Таблица 5 Результаты адсорбции токсикантов глиной голубой Ундоровской после различных режимов прокаливания (мг/г) Наименование токсиканта Наименование сорбента/концентрация раствора токсиканта, мг/мл Образец №1 Образец №2 Образец №3 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 Феназепам 16,0± 0,01 15,4± 0,01 15,0± 0,01 16,8± 0,02 15,4± 0,02 12,1± 0,02 17,0± 0,02 16,0± 0,02 13,6± 0,02 Эфедрина гидрохлорид 15,3± 0,01 14,0± 0,01 11,4± 0,01 15,5± 0,01 14,4± 0,01 14,0± 0,01 16,3± 0,01 15,0± 0,01 15,0± 0,01 Карбамазепин 14,0± 0,01 14,7± 0,01 13,8± 0,01 14,4± 0,01 14,4± 0,01 13,9± 0,01 14,5± 0,02 14,7± 0,02 14,0± 0,02 Амитриптилин 16,7± 0,01 15,0± 0,01 14,1± 0,01 16,9± 0,02 14,7± 0,02 11,0± 0,02 17,1± 0,02 14,3± 0,02 14,0± 0,02 Димедрол 16,0± 0,01 15,4± 0,01 13,2± 0,01 16,6± 0,03 16,0± 0,03 15,0± 0,03 17,3± 0,03 16,2± 0,03 12,9± 0,03 Верапамил 15,4± 0,03 13,0± 0,03 9,4± 0,03 16,4± 0,02 14,3± 0,02 10,6± 0,02 17,0± 0,01 13,2± 0,01 9,3± 0,01 Баклофен 15,0± 0,03 14,9± 0,03 14,0± 0,03 16,7± 0,01 14,3± 0,01 12,1± 0,01 17,3± 0,03 13,0± 0,03 13,0± 0,03 Доксиламин 16,2± 0,01 16,0± 0,01 15,8±0,01 16,6± 0,01 15,4± 0,01 15,5± 0,01 16,2± 0,02 16,3± 0,02 15,7± 0,02 Фенобарбитал (в фосфатном буфере) 16,0± 0,02 15,3± 0,02 15,3± 0,02 17,2± 0,02 16,9± 0,02 14,3± 0,02 17,0± 0,01 16,6± 0,01 11,5± 0,01 Наименование токсиканта Наименование сорбента/концентрация раствора токсиканта, мг/мл Образец №4 Образец №5 Образец №6 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 Феназепам 17,7± 0,01 16,0± 0,01 15,2± 0,01 17,0± 0,02 16,4± 0,02 14,4± 0,02 17,0± 0,02 16,3± 0,02 14,1± 0,02 Эфедрина гидрохлорид 16,8± 0,01 15,0± 0,01 12,0± 0,01 16,4± 0,01 16,2± 0,01 10,7± 0,01 16,2± 0,01 15,0± 0,01 12,7± 0,01 Карбамазепин 15,0± 0,01 13,0± 0,01 12,5± 0,01 15,1± 0,01 13,6± 0,01 12,9± 0,01 15,2± 0,02 13,5± 0,02 10,3± 0,02 Амитриптилин 16,8± 0,01 15,3±0,01 17,9±0,01 15,2± 0,02 14,0± 0,02 12,0± 0,02 17,3 ± 0,02 16,9± 0,02 12,3± 0,02 Димедрол 16,1± 0,01 15,8± 0,01 13,0± 0,01 16,0± 0,03 15,8± 0,03 11,4± 0,03 16,6± 0,03 14,4± 0,03 12,0± 0,03 Верапамил 15,4± 0,03 14,6± 0,03 14,0± 0,03 15,7± 0,02 14,4± 0,02 13,0± 0,02 14,2± 0,01 14,0± 0,01 13,0± 0,01 Баклофен 16,7± 0,03 16,0± 0,03 11,9± 0,03 16,7± 0,01 16,0± 0,01 13,0± 0,01 16,7± 0,03 16,2± 0,03 13,7± 0,03 Доксиламин 15,9± 0,01 15,2± 0,01 13,7±0,01 15,8± 0,01 15,0± 0,01 13,6± 0,01 15,3± 0,02 14,5± 0,02 12,0± 0,02 Фенобарбитал (в фосфатном буфере) 16,4± 0,02 15,0± 0,02 12,7± 0,02 16,4± 0,02 15,5± 0,02 11,0± 0,02 16,0± 0,01 15,7± 0,01 12,3 ± 0,01 Продолжение табл Наименование токсиканта Наименование сорбента/концентрация раствора токсиканта, мг/мл Образец №7 0,1 0,5 1,0 Феназепам 16,3± 0,02 15,9± 0,02 13,2± 0,02 Эфедрина гидрохлорид 15,9± 0,02 14,0± 0,02 11,8± 0,02 Карбамазепин 15,2± 0,02 14,8± 0,02 9,3± 0,02 Амитриптилин 16,0± 0,02 15,0± 0,02 15,0± 0,02 Димедрол 17,0± 0,02 17,0± 0,02 16,9± 0,02 Верапамил 16,6± 0,02 16,9± 0,02 16,0± 0,02 Баклофен 15,3± 0,02 15,9± 0,02 14,7± 0,02 Доксиламин 14,3± 0,02 13,0± 0,02 12,5± 0,02 Фенобарбитал (в фосфатном буфере) 15,0± 0,02 15,0± 0,02 11,9± 0,02 Данные термогравиметрического анализа подтверждают правило снижение адсорбционной способности при увеличении температуры. Прокаленная при различных режимах глина показывает низкие результаты адсорбции токсикантов. Это связано с отдачей гигроскопической воды и дегидратации компонентов глины, что, как правило, приводит к закрытию пор и снижению адсорбционной способности. Выводы 1. По количеству адсорбированного токсиканта глина Ундоровская не уступает каолину фармакопейному. рН среды повышает адсорбцию относительно водных растворов, но нет существенных изменений между адсорбцией в кислой и щелочной средах. Это дает возможность использовать сорбент вне зависимости от нахождения токсиканта в жкт. 2. Данные термогравиметрического анализа показывают снижение адсорбционной способности при увеличении температуры. Прокаленная при различных режимах глина дает низкие результаты адсорбции токсикантов. Это связано с отдачей гигроскопической воды и дегидратации компонентов глины, что, как правило, приводит к закрытию пор.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.