Selective transport of Pb(II) across polymer inclusion membrane using imidazole azocrown ethers as carriers

• Autorzy: Ulewicz M. , Sadowska K. , Biernat J. F.

Warianty tytułu

PL

Selektywny transport jonów Pb(II) przez polimerowe membrany inkluzyjne przy użyciu imidazolowych azokoron

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Transport of Pb(II) ions from equimolar aqueous solutions of Zn(II), Cd(II), and Pb(II) as well as from solutions containing only Pb(II) ions source phase (cMe = 0.001 M) through polymer inclusion membranes (PIMs) containing imidazole azocrown ethers as carriers has been investigated. The polymer membranes consisting of cellulose triacetate (support), o-nitrophenyl pentyl ether (plasticizer) and imidazole crown ether derivatives (as ion carriers) were investigated. The influence of lipophilicity of macrocycles on the selectivity and efficiency of Pb(II) transport with azocrown 3 are higher than 1, accordingly with the hydrophile-lipophile balance of imidazole azocrown ethers. The highest transport recovery for Pb(II) ions was observed for 3 (91.6%). The transport selectivity of the polymer inclusion membrane with 3 was: Pb(II) > Zn(II) > Cd(II) and the selectivity coefficient Pb(II)/Cd(II) and Pb(II)/Zn(II) equals 40.1 and 13.4, respectively. The stability of PIM with imidazole azocrown derivatives was confirmed by replicate experiments.

PL

Zbadano selektywność transportu jonów ołowiu(II) z równomolowych roztworów jonów Zn(II), Cd(II) i Pb(II) oraz z roztworów zawierających jony Pb(II) przez polimerowe membrany inkluzyjne (PIM) zawierające imidazolowe etery azokoronowe. Badania prowadzono dla azotanowych roztworów Pb(II) o stężeniu 0,001 M oraz dla roztworów zawierających równomolową mieszaninę jonów Pb(II), Cd(II) i Zn(II) (cMe= 0,001 M każdego). Badane azokorony różniły się miejscem podstawienia imidazolu i rodzajem dołączonej do niego grupy (-H, -CH3, -C6H5). Polimerowe membrany inkluzyjne otrzymywano z trójoctanu celulozy (nośnik), eteru o-nitrofenylopentylowego (pastyfikator) i jednego z eterów koronowych 1 ÷ 3 (przenośnik jonów); stężenie przenośnika jonów w przeliczeniu na objętość plastyfikatora wynosiło 0,05 M. Wykazano, że początkowe wartości strumienia transportu jonów ołowiu(II) maleją ze wzrostem balansu hydrofilowo-hydrofobowego (HLB) eteru koronowego, tj. 3 > 1. Ponadto stwierdzono, że strumienie początkowe transportu jonów przy użyciu eterów 2 i 3 maleją w szeregu: Pb(II) > Zn(II) > Cd(II). Współczynniki separacji Pb(II)/Cd(II) i Pb(II)/Zn(II) przez PIM przy użyciu eteru 2 z 0,01M roztworu mieszaniny jonów wynosiły 11,3 i 53,6 natomiast z roztworów o stężeniu 0,001 M odpowiednio 16,3 i 46,0. Ponadto wykazano, że polimerowe membrany inkluzyjne z imidazolowymi azokoronami wykazują dużą stabilność, zależną w dużym stopniu od rodzaju jonoforu.

Słowa kluczowe

EN

polymer inclusion membrane; lead(II); zinc(II); cadmium(II); azocrown ethers

PL

polimerowa membrana inkluzyjna; ołów(II); cynk(II); kadm(II); azokorona

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 41
• Strony: 133--143
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Ulewicz M.

autor

Sadowska K.

autor

Biernat J. F.

• 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.
• ALGUACIL E. J., ALONSO M. (2005), Separation of zinc(II) from cobalt(II) solutions using supported liquid membrane with DP-8R (di(2-ethylhexyl)phosphoric acid) as a carrier, Sep. Purification Technol., 41, 179-184.
• BOND H., DIETZ M. L., ROGERS R.D., Eds. (1999), ASC Symposium Series 716, Washington, DC.
• 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), Highly 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.
• DANESI P.R. (1984-85) Separation of metal species by supported liquid membranes, Sep. Sci. Technol., 19, 857-894.
• 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.
• 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.
• KIM J.S.; KIM S.K.; CHO M.H.; LEE S.H.; KWON S.G.; LEE E.H. (2001a), Permeation of silver ion through polymeric CTA membrane containing acyclic polyether bearing amide and amine end-group, Bull. Kor. Chem. Soc. 22 (10), 1076-1080.
• LUBOCH E., WAGNER-WYSIECKA E., FAINERMAN-MELNIKOVA M, LINDOY L.F., BIERNAT J.F. (2006), Pyrrole azocrown ethers. Synthesis, complexation, selective lead transport and ion-selective membrane electrode studies, Supramol. Chem., 18 (7), 593-601.
• NGHIEM L.D., MORNANE P., POTTER I.D., PERERA J.M., CATTRALL R.W., KOLEV S.D. (2006), Extraction and transport of metal ions and small organic compounds using polymer inclusion membranes (PIMs), J. Membr. Sci., 281, 7-41
• SCINDIA Y.M., PANDEY A.K., REDDY A.V.R. (2005), Coupled-diffusion transport of Cr(VI) across anion-exchange membranes prepared by physical and chemical immobilization methods, J. Membr. Sci., 249, 143-152.
• 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., WALKOWIAK W. (2006), Removal of Zn(II), Cd(II) and Pb(II) ions in polymer inclusion membrane transport with ionizable dibenzo-lariat ethers, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 40, 185-194.
• ULEWICZ M., SADOWSKA K., BIERNAT J.F. (2007), Facilitated transport of Zn(II), Cd(II) and Pb(II) across polymer inclusion membrane doped with imidazole azocrown ethers, Desalination, in press.
• 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.
• WAGNER-WYSIECKA E., LUBOCH E., KOWALCZYK M., BIERNAT J.F. (2003), Chromogenic macrocyclic derivatives of azoles – synthesis and properties, Tetrahedron, 59, 4415-4420.
• WAGNER-WYSIECKA E., JAMRÓGIEWICZ M., FONARI M.S., BIERNAT J.F. (2007), Azomacrocyclic derivatives of imidazole. Synthesis, structure and metal ion complexation properties, Tetrahedron, in print.