Синтез полимерного материала на основе поли(n-винилимидазола) и оценка его сорбционных свойств по отношению к палладию(II) и золоту(III)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С целью направленного получения сорбционных материалов для селективного извлечения Pd(II) и Au(III) проведена двустадийная кватернизующая сшивка поли(N-винилимидазола) с использованием 1,4-бис(бромметил)бензола и поли(винилхлорида). В результате полимераналогичного превращения донорные имидазольные центры эквивалентно превращены в катионные центры с общей степенью кватернизации 70%. Полученный анионит проявляет хорошую селективность по отношению к Pd(II) и Au(III) в солянокислых средах в присутствии Cu(II), Co(II), Ni(II), Zn(II) и Cd(II). Наибольшая степень селективности сорбции Au(III) по сравнению с Pd(II) реализуется при pH 4.5. Анализ полученных данных позволяет сделать предположение об ионообменном механизме сорбции. Использование в качестве регенеранта солянокислого раствора тиомочевины позволяет достичь количественной десорбции ионов металлов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

К. Я. Кузнецова

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина

Author for correspondence.
Email: lopunova.97@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-5351-1467

ассистент кафедры аналитической химии и химии окружающей среды

Russian Federation, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

О. Д. Якурнова

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: lopunova.97@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-9614-4886
Russian Federation, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

Д. А. Казанцев

Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО РАН

Email: lopunova.97@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-8648-3395
Russian Federation, 620137, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 22

Ю. С. Петрова

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: lopunova.97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8282-5097
SPIN-code: 1741-6237

к.х.н., зав кафедрой аналитической химии и химии окружающей среды

Russian Federation, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

A. В. Пестов

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина; Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО РАН

Email: lopunova.97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4270-3041

к.х.н., с.н.с. лаборатории органических материалов

Russian Federation, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19; 620137, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 22

Л. К. Неудачина

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: lopunova.97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8745-2848
SPIN-code: 9941-2874

к.х.н., доцент кафедры аналитической химии и химии окружающей среды

Russian Federation, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

References

  1. Economidou M., Mistry N., Wheelhouse K., Lindsay D. Palladium extraction following metal-catalyzed reaction: Recent advances and applications in the pharmaceutical industry // Org. Process Res. Dev. 2023. V. 27. P. 1585–1615. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00210
  2. Сипкина Е. И. Сорбционные материалы для извлечения платины (IV) из хлоридных растворов // Изв. вузов. Прикл. химия и биотехнол. 2015. № 6. С. 7–19. https://www.elibrary.ru/vjjywt
  3. Алифханова Л. М. к., Лопунова К. Я., Марчук А. А., Петрова Ю. С., Пестов А. В., Неудачина Л. К. Особенности сорбционного концентрирования ионов благородных металлов сульфоэтилированными аминополимерами // Журн. неорг. химии. 2021. Т. 66. № 6. С. 814–821. https://doi.org/10.31857/S0044457X21060027 [Alifkhanova L. M. k., Lopunova K. Ya., Marchuk A. A., Petrova Yu. S., Pestov A. V., Neudachina L. K. Features of sorption preconcentration of noble metal ions with sulfoethylated amino polymers // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. N 6. P. 909–915. https://doi.org/10.1134/S0036023621060024].
  4. Tu Z., Lu S., Chang X., Li Z., Hu Z., Zhang L., Tian H. Selective solid-phase extraction and separation of trace gold, palladium and platinum using activated carbon modified with ethyl-3-(2-aminoethylamino)-2-chlorobut-2-enoate // Microchim. Acta. 2011. V. 173. N 1. Р. 231–239. https://doi.org/10.1007/s00604-011-0552-0
  5. Corazza M. Z., Ribeiro S. R., Segatelli M. G., Tarley C. R. T. Study of cross-linked poly(methacrylic acid) and polyvinylimidazole as selective adsorbents for on-line preconcentration and redox speciation of chromium with flame atomic absorption spectrometry determination // Microchem. J. 2014. V. 117. Р. 18–26. https://doi.org/10.1016/j.microc.2014.05.016
  6. Segatelli M. G, Santos V. S., Presotto A. B. T., Yoshida I. V. P., Tarley C. R. T. Cadmium ion-selective sorbent preconcentration method using ion imprinted poly(ethylene glycol dimethacrylate-covinylimidazole) // React. Funct. Polym. 2010. V. 70. Р. 325–333. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2010.02.006
  7. Мархол М. Ионообменники в аналитической химии. Свойства и применение в неорганической химии. В 2 ч. Ч. 1. М.: Мир, 1985. C. 41.
  8. Hakamatani T., Asayama S., Kawakami H. Synthesis of alkylated poly(1-vinylimidazole) for a new pH-sensitive DNA carrier // Nucleic Acids Symp. Ser. 2008. V. 52. N 1. P 677–678. https://doi.org/
  9. Pekel N., Guven O. Investigation of complex formation between poly(N-vinyl imidazole) and various metal ions using the molar ratio method // Colloid. Polym. Sci. 1999. V. 277. N 6. P. 570–573. https://doi.org/10.1007/s003960050426
  10. Annenkov V. V., Danilovtseva E. N., Saraev V. V., Mikhaleva A. I. Complexation of copper(II) ions with imidazole-carboxylic polymeric systems // J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2003. V. 41. N 14. P. 2256–2253. https://doi.org/10.1002/pola.10769
  11. Fujiwara K., Ramesh A., Maki T., Hasegawa H., Ueda K. Adsorption of platinum (IV), palladium (II) and gold (III) from aqueous solutions onto L-lysine modified crosslinked chitosan resin // J. Hazard. Mater. 2007. V. 146. P. 39−50. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.11.049
  12. Parodi A., Vincent T., Pilsniak M., Trochimczuk A., Guibal E. Palladium and platinum binding on an imidazol containing resin // Hydrometallurgy. 2008. V. 92. N 1–2. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2008.02.005
  13. Капитанова Е. И., Синельщикова А. Р., Петрова Ю. С., Землякова Е. О., Пестов А. В., Неудачина Л. К. Влияние степени сульфоэтилирования полиэтиленимина на селективность сорбции палладия(II) из бинарных растворов // Изв. АН. Сер. хим. 2021. Т. 70. № 6. С. 1161–1166. https://elibrary.ru/wcjfcm [Kapitanova E. I., Sinelshchikova A. R., Petrova Yu. S., Zemlyakova E. O., Pestov A. V., Neudachina L. K. Effect of the degree of sulfoethylation of polyethylenimine on the selectivity of sorption of palladium(II) from binary solutions // Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.). 2021. V. 70. N 6. P. 1161–1166. https://doi.org/10.1007/s11172-021-3199-y].
  14. Petrova Yu. S., Pestov A. V., Kapitanova E. I., Usoltseva M. K., Neudachina L. K. High-selective recovery of palladium by the N-(2-sulfoethyl)chitosan-based sorbent from the Pt(IV)-Pd(II) binary solution in a fixed-bed column // Sep. Purif. Technol. 2019. V. 213. P. 78–87. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.12.025

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. I

Download (195KB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. FTIR reflectance spectra of poly(N-vinylimidazole) cross-linked with 1,4-bis(bromomethyl)benzene (I) and the product of its modification with poly(vinyl chloride) (II).

Download (216KB)
Indexing metadata
4. Fig. 2. Thermogram of poly(N-vinylimidazole) cross-linked with 1,4-bis(bromomethyl)benzene, followed by additional treatment with poly(vinyl chloride).

Download (61KB)
Indexing metadata
5. Fig. 3. Effect of medium acidity on sorption: 1 — Pd(II), 2 — Au(III), 3 — Cu(II), 4 — Cd(II), 5 — Co(II), 6 — Ni(II), 7 — Zn(II)) — in their combined presence in hydrochloric acid solutions with cross-linked poly(N-vinylimidazole). Sorbent mass 0.0200 g, initial concentration of metal ions 1∙10–4 mol∙l–1, solution volume 50.0 ml.

Download (98KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences