Sorption of neutral red dye by entersorbent polysorb mp from aot microemulsion in N-decan
- Authors: Demidova M.G.1, Podlipskaya T.Y.1, Shaparenko N.O.1, Barakina M.K.1,2, Tatarchuk V.V.1, Bulavchenko A.I.1
-
Affiliations:
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН
- Новосибирский государственный университет
- Issue: Vol 87, No 2 (2025)
- Pages: 109-117
- Section: Articles
- Submitted: 06.07.2025
- Accepted: 06.07.2025
- Published: 06.07.2025
- URL: https://clinpractice.ru/0023-2912/article/view/686795
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023291225020032
- EDN: https://elibrary.ru/tperxm
- ID: 686795
Cite item
Abstract
Sorption of the cationic neutral red dye by Polysorb MP from a microemulsion of 0.25 mol/l AOT in n-decane was carried out at different contents of the aqueous pseudophase. The maximum sorption capacity of the sorbent in the microemulsion exceeded the corresponding one in the aqueous phase by an order of magnitude and amounted to 55 mg/g. A sharp drop in the degree of extraction with an increase in the water content of the microemulsion from 1 to 8 volume percent and the reversibility of sorption processes were demonstrated. Anionic dyes were not extracted by Polysorb MP in the same systems. With increasing water content, the zeta potential of SiO2 particles decreased from 18 to 1 mV. Based on the obtained dependencies, a cation exchange mechanism of microemulsion sorption was proposed, including the exchange of sodium and neutral red cations between micelles adsorbed on the surface of particles and micelles in the bulk of the microemulsion.
Full Text

About the authors
M. G. Demidova
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН
Email: nikshapar@mail.ru
Russian Federation, Новосибирск
T. Yu. Podlipskaya
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН
Email: nikshapar@mail.ru
Russian Federation, Новосибирск
N. O. Shaparenko
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН
Author for correspondence.
Email: nikshapar@mail.ru
Russian Federation, Новосибирск
M. K. Barakina
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН; Новосибирский государственный университет
Email: nikshapar@mail.ru
Russian Federation, Новосибирск; Новосибирск
V. V. Tatarchuk
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН
Email: nikshapar@mail.ru
Russian Federation, Новосибирск
A. I. Bulavchenko
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии им А.В. Николаева СО РАН
Email: nikshapar@mail.ru
Russian Federation, Новосибирск
References
- Bera A., Mandal A. Microemulsions: a novel approach to enhanced oil recovery: a review // J. Petrol. Explor. Prod. Technol. 2015. V. 5. P. 255–268. https://doi.org/10.1007/s13202-014-0139-5
- Федоренко С.В., Степанов А.С., Бочкова О.Д., Мустафина А.Р. Основные процессы, способствующие формированию композитных кремнеземных наноколлоидов, допированных комплексами d-, f-металлов и неорганическими наночастицами // Коллоид. журн. 2022. Т. 84. № 5. С. 630–641. https://doi.org/10.31857/S0023291222600067
- Мурашова Н.М., Нгуен Х.Т. Микроэмульсии лецитина с маслом гака и эфирным маслом куркумы // Коллоид. жур. 2023. Т. 85. № 2. С. 191–199. https://doi.org/10.31857/S0023291223600049
- Schwarze M., Pogrzeba T., Volovych I., Schomacker R. Microemulsion systems for catalytic reactions and processes // Catal. Sci. Technol. 2015. V. 5. P. 24–33. https://doi.org/10.1039/c4cy01121j
- Gradzielski M., Duvail M., Malo de Molina P., Simon M., Talmon Y. Using microemulsions: formulation based on knowledge of their mesostructured // Chem. Rev. 2021. V. 121. № 10. P. 5671–5740. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00812
- Agarwala R., Mulky L. Adsorption of dyes from wastewater: a comprehensive review // ChemBioEng Reviews. 2023. V. 10. № 3. P. 326–335. https://doi.org/10.1002/cben.202200011
- Yi S., Deng Y., Sun S. Adsorption and dyeing characteristics of reactive dyes onto cotton fiber in nonionic Triton X-100 reverse micelles // Fibers Polym. 2014. V. 15. P. 2131–2138. https://doi.org/10.1007/s12221-014-2131-6
- Tang Y.L., Jin S., Lee C.H., Law H.S., Yu J., Wang Y., Kan C. Reverse micellar dyeing of cotton fabric with reactive dye using biodegradable non-ionic surfactant as nanoscale carrier: an optimization study by one-factor-at-one-time approach // Polymers. 2023. V. 15. № 20. P. 4175. https://doi.org/10.3390/polym15204175
- Sharma R., Kar P.K., Dash S. Adsorption of a styrylpyridinium dye on silica and modified silica surfaces from some binary solvent mixtures-should we call it solvent-induced preferential adsorption? // J. Phys. Chem. C. 2023. V. 127. P. 20539–20548. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c05023
- Khraishes M.A.M., Al-ghouti M.S. Enhanced dye adsorption by microemulsion-modified calcined diatomite (µE-CD) // Adsorption. 2005. V. 11. P. 547–559. https://doi.org/10.1007/s10450-005-5612-5
- Skrabkova H.S., Bubenschikov V.B., Kodina G.E., Lunev A.S., Larenkov A.A., Epshtein N.B., Kabashin A.V. 68Ga-adsorption on the Si-nanoparticles // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 487. P. 012026. https://doi.org/10.1088/1757-899X/487/1/012026
- Shklyaeva A.S., Vasilieva O.V., Kucuk V.I. The study of physical and chemical properties aqueous dispersion of enterosorbent Polysorb MP // Butlerov Commun. 2013. V. 35. P. 94–99.
- Shah Z.A., Zaib K., Khan A., Saeed M. Dye sensitized solar cells based on different solvents: comparative study // J. Fundam. Renewable Energy Appl. 2017. V. 7. № 4. P. 1000234. https://doi.org/10.4172/2090-4541.1000234
- Fang H., Ma J., Wilhelm M.J., DeLacy B.G., Dai H.L. Influence of solvent on dye-sensitized solar cell efficiency: what is so special about acetonitrile? // Particles and Particle Systems Characterization. 2021. V. 38. P. 2000220. https://doi.org/10.1002/ppsc.202000220
- Eicke H.F. Aggregation in surfactant solutions: formation and properties of micelles and microemulsions // Pure Appl. Chem. 1980. V. 52. P. 1349–1357.
- Булавченко А.И., Батищева Е.К., Подлипская Т.Ю., Торгов В.Г. Коллоидно-химические взаимодействия при концентрировании металлов обратными мицеллами оксиэтилированных поверхностно-активных веществ. Исследование солюбилизации // Коллоидный журнал. 1996. Т. 58. № 2. С. 163-168.
- Булавченко А.И., Подлипская Т.Ю., Торгов В.Г. Структурные перестройки обратных мицелл оксиэтилированных ПАВ при инъекционной солюбилизации растворов HCl // Журнал физической химии. 2004. Т. 78. № 12. С. 2258–2263.
- Knysh A., Sokolov P., Nabiev I. Dynamic light scattering analysis in biomedical research and applications of nanoparticles and polymers // J. Biomed. Photonics Eng. 2023. V. 9. № 2. P. 020203. https://doi.org/10.18287/JBPE23.09.020203
- Ohshima H. A simple expression for Henry’s function for the retardation effect in electrophoresis of spherical colloidal particles // J. Colloid Interface Sci. 1994. V. 168. P. 269–271. https://doi.org/10.1006/jcis.1994.1419
- Шапаренко Н.О., Бекетова Д.И., Демидова М.Г., Булавченко А.И. Регулирование заряда и гидродинамического диаметра наночастиц диоксида кремния в микроэмульсиях АОТ // Коллоид. жур. 2019. Т. 81. № 1. С. 78–85. https://doi.org/10.1134/S0023291219010105
- Shaparenko N.O., Demidova M.G., Bulavhcenko A.I. Electrophoretic mobility and stability of SiO2 nanoparticles in the solutions of AOT in n-hexadecane-chloroform // Electrophoresis. 2021. V. 42. № 16. P. 1648–1654. https://doi.org/10.1002/elps.202100060
- Maxim M.E., Stinga G., Iovescu A., Baran A., Ikie C., Anghel D.F. Monitorizing methylene blue inclusion in reverse micellar nanostructures // Revue Roumaine de Chimie. 2012. V. 57. P. 203–208.
- Faeder J., Ladanyi B.M. Molecular dynamics simulations of the interior of aqueous reverse micelles // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. № 5. P. 1033–1046. https://doi.org/10.1021/jp993076u
- Tartaro G., Mateos H., Schirone D., Angelico R., Palazzo G. Microemulsions microstructure(s): A tutorial review // Nanomaterials. 2020. V. 10. P. 1657. https://doi.org/10.3390/nano10091657
- Van der Minne J.L., Hermanie P.H.J. Electrophoresis measurements in benzene-correlation with stability. I. Development of method // J. Colloid Sci. 1952. V. 7. № 6. P. 600–615. https://doi.org/10.1016/0095-8522(52)90042-1
- Поповецкий П.С. Модели стабилизации заряженных частиц поверхностно-активными веществами в неполярных средах // Коллоид. жур. 2023. Т. 85. № 6. С. 806–817. https://doi.org/10.31857/S0023291223600621
- Saitoh T., Matsushima S., Hiraide M. Aerosol-OT-γ-alumina admicelles for the concentration of hydrophobic organic compounds in water // J. Chromatography A. 2004. V. 1040. № 2. P. 185–191. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2004.04.010
- Bulavchenko A.I., Popovetsky P.S. Structure of adsorption layer of silver nanoparticles in sodium bis-(2-ethylhexyl) sulfosuccinate solutions in n-decane as observed by photon-correlation spectroscopy and nonaqueous electrophoresis // Langmuir. 2014. V. 30. № 43. P. 12729–12735. https://doi.org/10.1021/la5004935
- Kalam S., Abu-Khamsin S.A., Kamal M.S., Patil S. Surfactant adsorption isotherms: a review // ACS Omega. 2021. V. 6. № 48. P. 32342–32348. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04661
- Strubbe F., Neyts K. Charge transport by inverse micelles in non-polar media // J. Phys.: Condens. Matter. 2017. V. 29. P. 453003. https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa8bf6
- Bulavchenko A.I., Shaparenko N.O., Kompan’kov N.B., Popovetskiy P.S., Demidova M.G., Arymbaeva A.T. The formation of free ions and electrophoretic mobility of Ag and Au nanoparticles in n-hexadecane-chloroform mixtures at low concentrations of AOT // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. P. 14671–14681. https://doi.org/10.1039/D0CP02153A
- Kopanichuk I.V., Novikov V.A., Vanin A.A., Brodskaya E.N. The electric properties of AOT reverse micelles by molecular dynamics simulations // J. Mol. Liq. 2019. V. 296. P. 111960. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111960
- Bulavchenko A.I., Batishchev A.F., Batishcheva E.K., Torgov V.G. Modeling of the electrostatic interaction of ions in dry isolated micelles of AOT by the method of direct optimization // J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106. № 25. P. 6381–6389. https://doi.org/10.1021/jp0144000
- Bairabathina V., Shanmugam K.S.K., Chilukoti G.R., Ponnam V., Raju G., Chidhambaram P. A review on reverse micellar approach for natural fiber dyeing // Color. Technol. 2022. V. 138. P. 329–341. https://doi.org/10.1111/cote.12605
- Ханхасаева С.Ц., Дашинамжилова Э.Ц., Бадмаева С.В., Бардамова А.Л. Адсорбция триарилметанового красителя на Ca-монтмориллоните: равновесие, кинетика и термодинамика // Коллоид. жур. 2018. Т. 80. № 4. С. 472–478. https://doi.org/10.1134/S0023291218040043
- Арефьева О.Д., Пироговская П.Д., Панасенко А.Е., Ковехова А.В., Земнухова Л.А. Кислотно-основные свойства аморфного диоксида кремния из соломы и шелухи риса // Химия растительного сырья. 2٠21. № 1. С. 327–335. https://doi.org/10.14258/jcprm.2021017521
- Гиндин Л.М. Экстракционные процессы и их применение // 1984. Москва: Наука. С. 144.
- Murakami H., Kanahara Y., Sasaki K. Freezing of water solvation dynamics in nanoconfinement by reverse micelles at room temperature // Langmuir. 2024. V. 40. № 25. P. 13082–13091. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c00926
- Moulik S.P., Paul B.K., Mukherjee D.C. Acid-base behavior of neutral red in compartmentalized liquids (micelles and microemulsions) // J. Col. Interface Sci. 1993. V. 161. № 1. P. 72–82. https://doi.org/10.1006/jcis.1993.1443
- Кузнецов Д.Н., Кобраков К.И., Ручкина А.Г. Биологически активные синтетические органические красители // Изв. Вузов. Химия и Хим. Технология. 2017. Т. 60. С. 4–33. https://doi.org/10.6060/tcct.2017601.5423
- Umar O., Kumar K., Joshi A., Khairiya D., Teotia D., Ikram. A comprehensive review on microemulsions: a potential novel drug delivery system // Int. J. Indig. Herbs Drugs. 2022. V. 7. № 3. P. 56–61. https://doi.org/10.46956/ijihd.v7i3.315
Supplementary files
