Removal of Zn(II), Cd(II) and Pb(II) using polymer inclusion membrane transport with proton ionizable DB-16-C-5 crown ethers

• Autorzy: Ulewicz M. , Walkowiak W.

Warianty tytułu

PL

Wydzielanie jonów Zn(II), Cd(II) i Pb(II) przez polimerowe membrany inkluzyjne zawierające jonizowalne etery koronowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Competitive transport of Zn(II), Cd(II), and Pb(II) ions from aqueous nitrate source phase (Cme = 0.001 M) through polymer inclusion membranes (PIMs) containing cellulose triacetate (as support), o-nitrophenyl pentyl ether (as plasticizer) and proton ionizable lariat ether derivatives (as ion carriers) has been investigated. The influence of varying the lipophilicity of sym(R)(hydroxy)dibenzo-16-crown-5 macrocycles with R groups such as hydrogen (in 1), decyl (in 2) and phenyl (in 3) on the selectivity and efficiency of Zn(II), Cd(II), and Pb(II) transport through polymer inclusion membranes is studied. The influence of HLB (hydrophile-lipophile balance) and Vx (molecular volumes) on the transport selectivity of metal ions was investigated. Relationship between the cation size and initial fluxes transport of metal cation was shown. The selectivity coefficients of Pb(II)/Zn(II) and Cd(II)/Zn(II) decrease with increase of carrier concentration in inclusion membrane.

PL

Zbadano selektywność wydzielania jonów cynku(II), kadmu(II) i ołowiu(II) z wodnych roztworów azotanowych zawierających równomolową mieszaninę metali (cMe= 0,001 M) w procesie transportu przez polimerowe membrany inkluzyjne (PIM) przy użyciu w roli przenośników jonów jonizowalnych eterów koronowych o koronie DB-16-C-5. Badane etery różniły się rodzajem grupy dołączanej do korony ( -H, -C10H21, -C6H5). Polimerowe membrany inkluzyjne syntezowano z trójoctanu celulozy (nośnik), eteru o-nitrofenylopentylowego (pastyfikator) i jednego z eterów koronowych 1 ÷ 3 (przenośnik jonów); stężenie przenośnika jonów w przeliczeniu na plastyfikator zmieniano w granicach 0,3 - 1,0 M. Współczynniki separacji Pb(II)/Cd(II) i Pb(II)/Zn(II) przez PIM przy użyciu eteru 2 były nieznacznie wyższe niż przy użyciu eteru 3 i 1. Dla badanych eterów o stężeniu 0,5 M w membranie współczynniki separacji Pb(II)/Cd(II) i Pb(II)/Zn(II) wynosiły odpowiednio 1,4 i 1,8; 1,5 i 3,1 oraz 1,6 i 3,4 dla eterów 1, 2, i 3. Wykazano, że początkowe wartości strumienia transportu badanych jonów rosną ze wzrostem objętości molowej eteru koronowego, natomiast maleją ze wzrostem bilansu hydrofilowo-hydrofobowego (HLB) eteru koronowego. Ponadto stwierdzono, że niezależnie od zastosowanego eteru lariatowego o koronie DB-16-C-5 najlepiej transportowane są kationy o największej średnicy.

Słowa kluczowe

EN

polymer inclusion membrane; zinc(II); cadmium(II); lead(II); proton ionizable ethers

PL

polimerowe membrany inkluzyjne; cynk(II); kadm(II); ołów(II); jonizowalne etery koronowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 40
• Strony: 185--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Ulewicz M.

autor

Walkowiak W.

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

Bibliografia

• AGUILIAR J.C., RODRIGUEZ E., GYVES J. De, BARTSCH R.A., KIM M. (2001), Design, synthesis and evaluation of diazadibenzocrown ethers as Pb(II) extractants and carriers in plasticided cellulose triacetate membranes, Talanta, 54, 1195-1204.
• BARTSCH R. A., BITALAC L. P., COWEY C. L., ELSHANI S., GOO M.J., HUBER V. J., IVY S. N., JANG Y., JOHNSON R. J., KIM J. S., LUBOCH E., McDONOUGH J. A., PUGIA M. J.; SON B., ZHAO Q. (2000), Lariat Ether Alcohols Based on Dibenzo-16-crown-5, J. Heterocyclic Chem. 37, 1337-1350.
• BOND H., DIETZ M. L., ROGERS R.D., Eds. (1999), ASC Symposium Series 716, Washington, DC.
• BROWN P. R., HALLMAN J. L., WHALEY L. W., DESAI D. H., PUGIA M. J., BARTSCH R. A. (1991), Competitive, Proton-Coupled, Alkali Metal Cation Transport across Polymer-Supported Liquid Membranes Containing sym-(Decyl)-dibenzo-16-crown-5-oxyacetic Acid: Variation of the Alkyl 2-Nitrophenyl Ether Membrane Solvent, J. Membrane Sci. 56, 195-206.
• 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.
• GHERROU A., KERDJOUDJ H., MOLINARI R., DRIOLI E., (2001), Facilitated transport of Ag(I), Cu(II) and Zn(II) ions by using DB18C6 and DA18C6 as carriers: Interface behavior on the ion transport, Sep. Sci. Technol. 36, 2289-2304.
• GHERROU A., KERDJOUDJ H., MOLINARI R., SETA P., DRIOLI E., (2004), Fixed sites plasticized cellulose triacetate membranes containing crown ethers for silver(I), copper(II) and gold(III) ions transport, J. Membr. Sci., 228, 194-157.
• GHERROU A., KERDJOUDJ H., MOLINARI R., SETA P., (2005), Preparation and characterization of polymeric plasticized membranes (PPM) embedding a crown ether carrier application to copper ions transport, Material Sci. Eng., C25, 436-443.
• HAYASHI R., HAYSHITA T., YASHIKAWA T., ARATANI K., BARTSCH R.A., TERAME N. (2003) Design of a polymer inclusion membrane having proton ionizable polyether carriers and their separation function for lead ion, Bunseki Kagaku, 52, 755-762.
• 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, J. Membr. Sci., 187, 3-11.
• KOZŁOWSKI C., WALKOWIAK W., PELLOWSKI W., KOZIOŁ J. (2002), Competitive transport of toxic metal ions by polymer inclusion membranes., J. Radioanal. Nucl. Chem., 253, 389-394.
• 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.
• MARTELL A.E., Hancock R.D. (1996) Metal complexes in aqueous solutions, Plenum Press, New York. STABILITY CONSTANTS OF METAL-ION COMPLEXES, (1982) Part A: Inorganic Ligands, Pergamon Press, New York.
• 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.
• ULEWICZ M., BOCHEŃSKA M., LESIŃSKA U., WALKOWIAK W. (2005), Studies on removal of Zn(II), Cd(II) and Pb(II) ions in polymer inclusion membrane transport with calix[4]-crown-6 derivatives, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 38, 107-116.
• VŐGTLE F., WEBER E., Crown ethers-complexes and selectivity ( 1989) [In:] E. Weber, J. L. Toner, I. Goldgerg, F. Vögtle, D. A. Laidler, J. F. Stoddart, R. A. Bartsh, C. L. Liotta: Crown ethers and analogs, S. Patai (Ed.), New York.