Studies on removal of Zn(II), Cd(II) and Pb(II) ions in polymer inclusion membrane transport with Calix[4]-crown-6 derivatives

• Autorzy: Ulewicz M. , Bocheńska M. , Lesińska U. , Walkowiak W.

Warianty tytułu

PL

Wydzielanie jonów Zn(II), Cd(II) i Pb(II) przez polimerowe membrany inkluzyjne przy użyciu pochodnych calix[4]-korona-6

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Competitive transport of Zn(II), Cd(II), and Pb(II) ions from aqueous nitrate source phase (CMe = 0.01 M) through polymer inclusion membranes (PIMs) containing cellulose triacetate (support), o-nitrophenyl pentyl ether (plasticizer) and calix[4]crown-6 derivatives (as ion carriers) has been investigated. The influence of the group, i.e. –OH, – OMe attached type to the calix[4]-crown-6 molecule on the selectivity and efficiency of Zn(II), Cd(II), and Pb(II) transport through polymer inclusion membranes is studied. The removal of metal ions by transport through PIM’s from acid nitrate aqueous solutions is presented. The selectivity coefficients of Pb/Zn and Cd/Zn decrease with acid concentration increase in receiving phase. On the other hand, the initial fluxes of investigated ions decrease using the same membrane for the second and third time.

PL

Zbadano selektywność procesu wydzielania jonów cynku(II), kadmu(II) i ołowiu(II) z wodnych roztworów azotanowych zawierających równomolową mieszaninę tych trzech metali (cMe= 0,01 M) w procesie transportu przez polimerowe membrany inkluzyjne (PIM) przy użyciu w roli przenośników jonów pochodnych kaliks[4]-korony-6. Membrany typu PIM syntezowano z trójoctanu celulozy (nośnik), eteru o-nitrofenylopentylowego (pastyfikator) i pochodnych kaliks[4]-korony-6 (przenośnik jonów); stężenie przenośnika jonów w przeliczeniu na plastyfikator wynosiło 0,1 M. Współczynniki separacji Pb/Cd i Pb/Zn przez PIM przy użyciu kalixkorony 2 były nieznacznie wyższe niż przy użyciu kalixarenu 1. Współczynniki separacji Pb(II)/Cd(II) i Pb(II)/Zn(II) wynosiły odpowiednio 2,8;9,9 i 3,1; 12,7 dla 1 i 2, natomiast współczynniki separacji Cd(II)/Zn(II) wynosiły odpowiednio 3,5 i 4,1. Wykazano, że początkowe wartości strumienia transportu badanych jonów maleją ze wzrostem stężenia kwasu azotowego w fazie odbierającej. Maleją również wartości współczynników selektywności Pb(II)/Cd(II) i Pb(II)/Zn(II). Ponadto w pracy zaprezentowano wyniki wydzielania jonów badanych metali przy kilkakrotnym użyciu tej samej membrany. Badania pokazały, że wartości strumienia transportu badanych jonów metali przy dwukrotnym użyciu polimerowej membrany były porównywalne. Natomiast praca membrany przez 192 h i 288 h, powoduje zmniejszenie efektywności transportu jonów przez membranę.

Słowa kluczowe

EN

polymer inclusion membrane; zinc(II); cadmium(II); lead(II); calix[4]crown-6 derivatives

PL

polimerowe membrany inkluzyjne; cynk(II); kadm(II); ołów(II); calix[4]-korona-6

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 39
• Strony: 107--116
• Opis fizyczny: bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Ulewicz M.

• Department of Metal Extraction and Recirculation, Czestochowa University of Technology, 42-200 Częstochowa, Armii Krajowej 19 Street

autor

Bocheńska M.

• Department of Chemical Technology, Gda ń sk University of Technology, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk

autor

Lesińska U.

• Department of Chemical Technology, Gda ń sk University of Technology, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk

autor

Walkowiak W.

• Institute of Inorganic Chemistry and Metallurgy of Rare Elements, Wrocław University of Technology, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Bibliografia

• ALPOGUZ K. H., SHAHABUDDIN M., MUSTAFA E., MUSTAFA Y., (2002), Transport of Hg2+through bulk liquid membrane using a bis-calix[4]arene nitrile derivative as carrier: kinetic analysis, New Journal of Chemistry, 26, 477-480.
• ALPOGUZ H. K.; SHAHABUDDIN M., MUSTAFA E., MUSTAFA Y., (2002), Transport of metals through a liquid membrane containing calix[4]arene derivatives as carrier, Separation Science and Technology, 37, 2201-2213.
• ARENA G, CONTINO A., LONGO E., SCIOTO D., (2001), Selective complexation of soft Pb2+ and Hg2+ by a novel allyl functionalized thioamide calix[4]arene in 1,3-alternate conformation: A UVvisible and 1H NMR spectroscopic investigation, J. Chem. Soc. Perkin Trans., 2, 2287-2292.
• ARNAUD-NEU F., BARRET G., CORRY D., CREMIN S., FERGUSON G., GALLAGHER J.F., HARRIS S.J., KERVEY M.A., SCHWING –WEILL, (1997), Cation complexation by chemically modified calixarenes. Part 10. Thioamide derivatives of p-tert-butyl[4], [5] and [6]arenes with selectivity for copper, silver, cadnium and lead. X-Ray molecular structures of calix[4]arene thioamide-lead(II) and calix[4]arene amine-copper(II) complexes, J. Chem. Soc., Perkin Trans, 2, 575-579.
• BARTSCH R. A., WAY J., Eds. (1996), Chemical Separation with Liquid Membranes, ACS Symposium Series 642, Amer. Chem. Soc., Washington, DC
• BOCHENSKA M., ZIELINSKA A., POMECKO R., KRAVTZOV V. Ch, GDANIEC M., (2003) Part IV. Calix[4]arene-crown ethers as ionophores in plasticized PVC-membrane electrodes, Electroanalysis 15, 1307-1313.
• BOCHENSKA M., ZIELINSKA A., POMECKO R., HUBSCHER-BRUDER V. ARNAUD-NEU F. (2005), Part VII. Ionophoric properties of calix[4]arene-crown-6 derivatives in plasticized PVCmembrane electrodes and in solution, J. Incl. Phenom and Molecular Recognition, in print
• BOND H., DIETZ M. L., ROGERS R.D., Eds. (1999), ASC Symposium Series 716, Washington, DC.
• CALIXARENES 2001, Chapter 20, Ed. ASFARI Z., BOHMER V. , HARROWFIELD J., VINCENT J., Kluver Academic Publishers 2001.
• CHO M. H., CHUN H. S., KIM J. H., RHEE Ch. H., KIM S. J. (1991), Study on separation of heavy metal ions in a natural macrocycle-mediated emulsion liquid membrane system, Bull. Korean Chem. Soc., 12, 474 - 477.
• CHO M.H., SHIN S. Ch. (1995), Studies on the macrocycle-mediated transport of divalent metals ions in a supported liquid membrane system, Bull. Korean Chem. Soc., 16, 33 - 36.
• DADFARNIA S., SHAMSIPUR M. (1992), Highty selective membrane transport of zinc(2+) ion by a cooperative carrier composed of 1,10-diaza-18-crown-6 and palmitic acid, Bull. Chem. Soc. Jpn., 65, 2779 - 2783.
• DUNG N. T.K., LUDWIG R., (1999), Solvent extraction of heavy metals with macrocyclic ligands based on calyx[4]arenas, New J. Chem., 23, 603-607.
• IZATT R. M.,BONALD R. L., GENG W., CHO M. H., CHRISTENSEN J. J. (1987), Separation of bivalent cadmium, mercury and zinc in a natural macrocyclic-mediated emulsion liquid membrane, Anal. Chem., 59, 2405 - 2409.
• IZATT R. M., LINDCH G. C, BRUENING R. L., BRADSHOW J. S, LAMD J. D., CHRISTENSEN J.J. (1986), Design of cation selectivity into liquid membrane systems using macrocyclic carriers, Pure Appl. Chem., 58, 1453 - 1460.
• KIM, J. K.; KIM, J. S.; SHIL, Y. G.; LEE, K. W.; OH, W. Z., (2001), Selective extraction of cesium ion with calix[4]arene crown ether through thin sheet supported liquid membranes, Journal of Membrane Science, 187, 3-11.
• LEVITSKAIA T. G.; LAMB J.D.; FOX K.L.; MOYER B.A., (2002), Selective carrier-mediated cesium transport through polymer inclusion membranes by calix[4]arene-crown-6 carriers from complex aqueous mixtures, Radiochimica Acta, 90, 43-52.
• LUGTENBERG R.J.W., EGBERINK R.J.M.,. ENGGERERSEN J.F.J, REINHOUDT D.N., J., (1997), Polysiloxane based chemfets for selective detection of Ca2+ ions, Analytica Chimica Acta, 357, 225-229.
• HUI-MIN M., ZHI-HUA W., QI-YU Z., LI-QUAN W., QUAN-LI M., MEI-HONG S., ZHI-TANG H., (2001), Liquid membrane transport of transition metal ions with calix[4] crowns, Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao, 22 (8), 1315-1318.
• OTHO, K., FUJIMOTO Y., INOUE K., (1999), Stepwise extraction of two lead ions with a single molecule of calyx[4]arene tetracarboxylic acid, Anal. Chim. Acta, 387, 61-69.
• ULEWICZ M., KOZŁOWSKI C, WALKOWIAK W., (2004), Removal of Zn(II), Cd(II) and Cu(II) ions by polymer inclusion membrane with side-armed diphosphaza-16-crown-6-ethers, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 38, 131-138.