PL171797B1 - System for selectively removing specific ions from among of various ions present in a solution containing sulphur and an electrons attracting group - Google Patents

System for selectively removing specific ions from among of various ions present in a solution containing sulphur and an electrons attracting group

Info

Publication number
PL171797B1
PL171797B1 PL93306563A PL30656393A PL171797B1 PL 171797 B1 PL171797 B1 PL 171797B1 PL 93306563 A PL93306563 A PL 93306563A PL 30656393 A PL30656393 A PL 30656393A PL 171797 B1 PL171797 B1 PL 171797B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
group
ions
electron withdrawing
sulfur
phenyl
Prior art date
Application number
PL93306563A
Other languages
English (en)
Inventor
Ronald L Bruening
Bryon J Tarbet
Reed M Izatt
Jerald S Bradshaw
Original Assignee
Univ Brigham Young
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Brigham Young filed Critical Univ Brigham Young
Publication of PL171797B1 publication Critical patent/PL171797B1/pl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J45/00—Ion-exchange in which a complex or a chelate is formed; Use of material as complex or chelate forming ion-exchangers; Treatment of material for improving the complex or chelate forming ion-exchange properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3244—Non-macromolecular compounds
    • B01J20/3246—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure
    • B01J20/3257—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure the functional group or the linking, spacer or anchoring group as a whole comprising at least one of the heteroatoms nitrogen, oxygen or sulfur together with at least one silicon atom, these atoms not being part of the carrier as such
    • B01J20/3261—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure the functional group or the linking, spacer or anchoring group as a whole comprising at least one of the heteroatoms nitrogen, oxygen or sulfur together with at least one silicon atom, these atoms not being part of the carrier as such comprising a cyclic structure not containing any of the heteroatoms nitrogen, oxygen or sulfur, e.g. aromatic structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3244—Non-macromolecular compounds
    • B01J20/3246—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure
    • B01J20/3257—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure the functional group or the linking, spacer or anchoring group as a whole comprising at least one of the heteroatoms nitrogen, oxygen or sulfur together with at least one silicon atom, these atoms not being part of the carrier as such
    • B01J20/3263—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure the functional group or the linking, spacer or anchoring group as a whole comprising at least one of the heteroatoms nitrogen, oxygen or sulfur together with at least one silicon atom, these atoms not being part of the carrier as such comprising a cyclic structure containing at least one of the heteroatoms nitrogen, oxygen or sulfur, e.g. an heterocyclic or heteroaromatic structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2938—Coating on discrete and individual rods, strands or filaments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2962—Silane, silicone or siloxane in coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • Y10T428/2995—Silane, siloxane or silicone coating

Abstract

1. Uklad do selektywnego usuwania jonów od innych jonów w roztworze zawierajacy siarke 1 grupe odciagajaca elektrony, znamienny tym, ze sklada sie z liganda zwiazanego kowalencyjnie przez silanowe ugrupowanie rozpychajace ze stalym nosnikiem podloza, który ma wzór 1 wzór 1 w którym (1) podloze jest wybrane z grupy skladajacej sie z piasku, zelu krzemionkowego, szkla, wlókien szklanych, tlenku glinu, dwutlenku cyrkonu, dwutlenku tytanu i tlenku niklu oraz ich mieszanin, (i1 ) Y i Z sa wybrane niezaleznie z grupy skladajacej sie z (a) O-podloze, (b) X-A-Q lub (c) Cl, Br, J, grupy C 1 -C6 alkilowej, C 1-C6 alkoksylowej, podstawionej C 1-C6 alkilowej lub podstawionej C 1-C6 alkoksylowej, (iii) X jest dowolnym ugrupowaniem rozpychajacym wybranym z grupy skladajacej sie z (1) grup majacych wzór: (CH2)a(OCH2CHR1 CH2)b w którym R 1 jest wybrany z grupy skladajacej sie z H, SH, OH, grupy C 1-C6 alkilowej i arylowej, a jest liczba calkowita od 2 do okolo 10, a b jes t liczba calkowita 0 lub 1, (2) fenylu i (3) metakrylu, (iv) A jest wybrany z grupy skladajacej sie z S, O, NR2 i CH2 , gdzie R jest wybrany z grupy skladajacej sie z H i grupy C 1-C6 alkilowej, pod warunkiem, ze A musi byc S, gdy Q nie zawiera atomu siarki, (v) Q jest wybrany z grupy skladajacej sie z Ar i grupy C 1 -C6 alkilowej, pod warunkiem, ze (1) Q musi byc grupa odciagajaca elektrony, gdy X jest rózne od fenylu, (2) musi zawierac atom S, gdy A go nie zawiera a (3) Ar jest grupa arylowa wybrana z grupy skladajacej sie z fenylu, tiofenylu, naftylu, bifenylu, pirydylu, pirymidynylu, pirazylu, piradyzynylu, furylu, tienylu, pirylu, chinolinylu i bipirydylu i (vi) pod dalszym warunkiem, ze A musi byc CH2, gdy Q jest Ar wybranym z grupy skladajacej sie z 2-furylu, 2-tienylu i 2-pirylu. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do selektywnego usuwania jonów od innych jonów w roztworze, zawierający siarkę i grupę odciągającą elektrony. Układ jest złożony z węglowodorów zawierających siarkę, które również zawierają grupy odciągające elektrony związane kowalencyjnie z silanem, takim jak trialkoksysilan, kowalencyjnie związany ze stałym hydrofitowym nośnikiem. Układ stosuje się do usuwania, oddzielania i zatężania pewnych pożądanych jonów z roztworów, w których takie jony są zmieszane z innymi jonami, występującymi w znacznie wyższych stężeniach. Związek umożliwia zwłaszcza usuwanie pewnych jonów z mieszaniny z innymi w roztworze, przez tworzenie kompleksu z pożądanymi jonami. W celu usunięcia jonów roztwór przepuszcza się przez kolumnę wypełnioną stałymi nośnikami z węglowodorami zawierającymi siarkę, zawierającymi grupy odciągające elektrony, a następnie przeprowadza się selektywny rozpad kompleksu pożądanego jonu ze związkami, do którego taki jon został przyłączony, przez przepuszczanie odbieranej cieczy o znacznie mniejszej objętości, niż objętość roztworu przepuszczanego przez kolumnę, w celu usunięcia i zatężenia w odbieranej cieczy pożądanych jonów w roztworze. Tak usunięte zatężone jony można następnie odzyskać znanymi sposobami.
Skuteczne sposoby odzysku i/lub oddzielania poszczególnych jonów, takich jak jony rutenu, palladu, złota, srebra i rtęci w postaci kationu lub kompleksowego anionu z ich roztworów, zmieszanych ze środkami chelatującymi i/lub innymi jonami, które mogą być obecne, stanowią rzeczywistą potrzebę w nowoczesnej technologii. Szczególnymi przykładami są skuteczne i ekonomiczne oddzielanie (1) małych ilości Ru, Pd, Au, Ag z koncentratów przemysłowych; (2) oddzielanie Ru, Pd, Au i Ag od roztworów zawierających duże ilości metali zasadowych i (3) oddzielanie Hg jako toksycznego składnika ścieków od kwaśnych roztworów, wszystkie stanowiące rzeczywistą potrzebę oddzielania przy obecnie niezadowalających technologiach albo ze względu na ich złożoność, albo takich, dla których pożądane są technologie bardziej ekonomiczne. Jony te często występują w niskich stężeniach w roztworach zawierających inne jony w znacznie większych stężeniach. Tak więc, istnieje rzeczywista potrzeba znalezienia sposobu selektywnego zatężania i odzysku tych jonów.
Jest znanym faktem, że makrocykliczne politioetery i pewne inne ligandy węglowodorowe zawierające siarkę występujące jako substancje rozpuszczone w rozpuszczalniku, takim jak woda, charakteryzują się zdolnością do selektywnego tworzenia silnych wiązań z jonami metali szlachetnych, metali grupy platynowców i rtęci lub grupami tych jonów występujących jako substancje rozpuszczone w tym samym rozpuszczalniku jak opisane przez R.M. Izatt’a et al. w artykułach: Badanie przez kalorymetryczne miareczkowanie wzajemnych oddziaływań jonów jedno- i dwuwartościowych metali z niektórymi tiapochodnymi eterów koronowych 9-korona-3, 12-korona-4, 15-korona-5, 18-korona-6, 24-korona-8 i z niektórymi oksatiapentadekanami w rozpuszczalnikach wodnych lub wodnometanolowych w 25°C., Inorganica Chemia Acta, 30:1-8 (1978), dla kompleksowania jonów srebra i rtęci przez węglowodory o otwartym łańcuchu zawierające siarkę, oraz przez S.R.Coopera, Chemia tioeterów koronowych, Accounts of Chemical Research, 21:141 - 146 (1988), dla kompleksowania jonów sodu i srebra przez makrocykliczne ligandy zawierające siarkę.
Artykuły takie jak zatytułowany: Związki silanowe do sililowania powierzchni, E.P. Plueddemanna w Silany, sympozjum o powierzchniach i międzyfazach, Snowmass, 1985 wydany przez D.E. Leyden, Gordon and Breach Publishers, strony 1 - 25 (1986) i Silanowe środki sprzęgające, E.P. Pleuddemanna, Plenum Press, strony 1 - 235 (1982) podają wiele różnych rodzajów substancji organicznych, które przyłączano do związków silanowych i omawiają niektóre ich właściwości.
171 797
Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 959 153, opisuje pewne węglowodory zawierające siarkę, związane kowalencyjnie ze stałym nośnikiem hydrofilowym, które można stosować do selektywnego wiązania metali szlachetnych i metali z grupy platynowców, jak również niektórych metali przejściowych. W wielu przypadkach te znane ze stanu techniki węglowodory zawierające siarkę można eluować stosując jeden lub dwa nie zawsze pożądane eluenty, takie jak aminy lub CN’.
Te kompozycje ze stanu techniki nie zapewniają sposobów doboru sił pożądanych wzajemnych oddziaływań pomiędzy jonami, które mają być usunięte, a ligandami, z którymi mają one być związane w celu usunięcia. Tak więc, nie zawsze osiąga się rozwiązanie co do selektywności w celu usuwania jonu i następnie elucji z wiążących ligandów.
Opisany tu układ spełnia te pożądane cele przez kontrolowane obniżanie siły wzajemnego oddziaływania przez odpowiednie dodanie grup odciągających elektrony o różnej sile.
Opisany tu układ o niezwykłych właściwościach zawierający siarkę i grupy odciągające elektrony często wykazuje większa selektywność w stosunku do platyny i metali szlachetnych, a także w stosunku do metali przejściowych, niż substancje znane ze stanu techniki. Ponadto, siła wiązania tego nowego układu jest wystarczająca, aby usunąć takie jony jak Ru, Pd, Au, Ag i Hg z wielu podłoży, nawet gdy występują w bardzo małych ilościach, a następnie eluować oczyszczone jony Ru, Pd, Au, Ag, Hg lub inne jony, stosując różne wodne eluenty, takie jak NO2, SO32' , EDTA , DTPA , NTA , Br i Γ, jak równie z NH3 , ^mn^j, , tiomocznik i CN' , Wskazane jony można stosować w postaci kwasu lub soli. A zatem ligandy węglowodorowe zawierające siarkę plus grupy odciągające elektrony, po przyłączeniu do odpowiednich stałych nośników nieorganicznych, tworzą podstawę wynalazku.
Układ według wynalazku zawiera odpowiednie ligandy z grupami odciągającymi elektrony, które są związane kowalencyjnie przez ugrupowanie rozpychające z atomem krzemu, a dalej związane kowalencyjnie ze stałym nośnikiem.
Przedmiotem wynalazku jest układ do selektywnego usuwania jonów od innych jonów w roztworze zawierający siarkę i grupę odciągająca elektrony, złożony z ligandami związanego kowalencyjnie przez silanowe ugrupowanie rozpychające ze stałym nośnikiem podłoża, o wzorze 1
Y
I
Podłoże -O-Si-X-A-Q ł
wzór 1 w którym (i) podłoże jest wybrane z grupy składającej się z piasku, żelu krzemionkowego, szkła, włókien szklanych, tlenku glinu, dwutlenku cyrkonu, dwutlenku tytanu i tlenku niklu oraz ich mieszanin, (ii) Y i Z są wybrane niezależnie z grupy składającej się z (a) O-podłoże, (b) X-A-Q lub (c) Cl, Br, J, grupy C1-C6 alkilowej, Ci-Có alkoksylowej, podstawionej C1-C6 alkilowej lub podstawionej Ci-Có alkoksylowej, (iii) X jest dowolnym ugrupowaniem rozpychającym wybranym z grupy składającej się z (1) grup mających wzór:
(CH2)a(OCH2CHR*CH2)b w którym R1 jest wybrany z grupy składającej się z H, SH, OH, grupy Cj-Có alkilowej i arylowej, ajest liczbą całkowitą od 2 do około 10, a b jest liczbą całkowitą 0 lub 1, (2) fenylu i (3) metakrylu, (iv) A jest wybrany z grupy składającej się z S, O, NR2 i CH2, gdzie R2 jest wybrany z grupy składającej się z H i grupy Ci-Có alkilowej, pod warunkiem, że A musi być S, gdy Q nie zawiera atomu siarki, (v) Q jest wybrany z grupy składającej się z Ar i grupy Ci-Có alkilowej, pod warunkiem, że (1) Q musi być grupą odciągającą elektrony, gdy X jest różne od fenylu, (2) musi zawierać atom S, gdy A go nie zawiera a (3) Ar jest grupą arylową z grupy składającej się z fenylu, tiofenylu, naftylu, bifenylu, pirydylu, pirymidynylu, pirazylu, piradyzynylu, furylu,
171 797 tienylu, pirylu, chinolinylu i bipirydylu i (vi) pod dalszym warunkiem, że A musi być CH2, gdy Q jest Ar wybranym z grupy składającej się z 2-furylu, 2-tienylu i 2-pirylu.
Korzystny jest układ o wzorze 1, w którym Ajest S, jak również taki, w którym co najmniej jeden X lub Y jest X-A-Q, w którym X jest fenylem, Q jest grupą C1-C6 alkilową, a A jest S.
Również korzystny jest układ o wzorze 1, w którym Q zawiera co najmniej jeden podstawnik odciągający elektrony wybrany z grupy składającej się z grupy amidowej, aldehydowej, ketonowej, sulfonylowej, karboksylowej, fenylowej, J, Br, Cl, F, cyjanowej i nitrowej oraz ich mieszanin.
Korzystny jest układ o wzorze 1, w którym X jest grupą mającą wzór (CH2)a(OCH2CHR’CH2)b, w którym ajest 3, R1 jest OH, a b jest 1. We wzorze 1 takiego układu Q korzystnie jest fenylem ewentualnie podstawionym chlorowcem, grupą nitrową lub karboksylową albo Q jest grupą C1-C6 alkilową.
Grupy pośrednie zawierają węglowodory zawierające siarkę, jak również grupy odciągające elektrony, związane kowalencyjnie z silanem i są przedstawione wzorem 2
M i
L-Si-X-A-Q ll wzór 2 w którym L wybrane jest niezależnie spośród grupy składającej się z Cl, Br, J, alkilu, alkoksylu, podstawionego alkilu lub podstawionego alkoksylu. Gdy L nie jest grupą alkoksylową, określa się ją jako grupę odrywającą się. M może być zarówno L jak -X-A-Q. Korzystnie L będzie grupą metoksylową. X ma wyżej podane znaczenie, przy czym jeżeli oznacza aryl, to jest to fenyl, naftyl lub pirydyl. Korzystnie X jest grupą glicydoksypropylową, w której we wzorze ajest 3, b jest 1, a R1 jest OH. A i Q mają wyżej podane znaczenie. Grupy Ar same jako takie odciągają elektrony i mogą być niepodstawione. Jednakże grupy C1-C6 alkilowe mogą zawierać grupy odciągające elektrony wybrane z grupy składającej się z grupy amidowej, aldehydowej, ketonowej, sulfonylowej, karboksylowej, benzenowej, J, Br, Cl, F, cyjanowej i nitrowej oraz ich mieszanin. Gdy Q jest Ar grupy te można w razie potrzeby oddzielić od grupy Ar alkilową grupą rozpychającą, która może zmniejszyć zdolność do odciągania elektronów. Ponadto pierścienie Ar i grupy C1-C6 alkilowe mogą być w razie potrzeby całkowicie podstawione, to jest Ar mógłby być 2,3,4,5,6-pentachlorobenzenem z A będącym S, a grupa halogenkowa oddzielona od Ar przez rozpychającą grupę alkilową mogłaby być grupą perhalogenkową. Grupa A - Q musi zawierać co najmniej jeden atom S, a gdy Q jest Ar, korzystnie będzie obecny jeden lub więcej z wyżej wymienionych podstawników, ponieważ są one grupami odciągającymi elektrony i służą do regulowania wartości log K pomiędzy siarką i jonem metalu, który się zatęża lub usuwa. Przez kontrolowanie gęstości elektronowej siarki można regulować zdolność wiązania i selektywność liganda A - Q. Jak podano powyżej, gdy do grupy Ajest przyłączony furyl, tienyl, piryl w ich pozycji 2, to grupa A musi być CH2.
Układ stosowany do zatężania i/lub oddzielania jonów Au, Ag, Pd, Ru i Hg sporządza się przez poddawanie reakcji związku o wzorze 2 ze stałym podłożem wybranym z grupy składającej się z piasku, żelu krzemionkowego, szkła, włókien szklanych, tlenku glinu, dwutlenku cyrkonu, dwutlenku tytanu i tlenku niklu lub innych nieorganicznych, hydrofilowch podłoży i ich mieszanin, przy czym otrzymuje się układ o wzorze 1
Y
Podłoże -O-Si-X-A-Q I
Z wzór 1
171 797 w którym X, A i Q oraz podłoże mają wyżej podane znaczenie. Przy omawianiu wzoru 2 wspomniano, że M w tym wzorze jest wybrane niezależnie z grupy składającej się z L i -X-A-Q, natomiast Y i Z we wzorze 1 mogą być wybrane z grupy obejmującej (a) O-podłoże, (b) X-A-Q lub (c) Cl, Br, J, grupy Cι-Ce alkilowej, C1-C6 alkoksylowej, podstawionej Ci-C6 alkilowej lub podstawionej C1-C6 alkoksylowej. Gdy Y i Z dają razem L, określa się je funkcjonalnie jako grupy odrywające się, to jest grupy przyłączone do atomu krzemu, które po przereagowaniu z O-stałym hydrofilowym materiałem podłoża, mogą oderwać się, lub zostać zastąpione przez O-podłoże, Jeżeli jakakolwiek z takich funkcjonalnych grup odrywających się oderwie się po przereagowaniu z grupą rozpychającą zawierającą krzem lub grupą rozpychającą/ligandem ze stałym hydrofilowym materiałem podłoża, to grupa ta nie będzie miała bezpośredniej roli we wzajemnym oddziaływaniu pomiędzy pożądanym jonem, a zawierającym siarkę ligandem węglowodorowym A - Q odciągającym elektrony, przyłączonym do stałego nośnika.
Jak podano powyżej, X jest ugrupowaniem rozpychającym, które ma taki charakter funkcyjny, że jest wystarczająco hydrofilowe, aby działać w środowisku wodnym i będzie oddzielać ligand od powierzchni stałego nośnika podłoża, aby maksymalizować wzajemne oddziaływanie pomiędzy ligandem a pożądanym jonem, który ma być oddzielony. Przedstawicielami X są glicydoksypropyl, etyl, propyl, fenyl i metakryl.
Układy według wynalazku łączące obecność siarki i grup odciągających elektrony, kowalencyjnie związane poprzez ugrupowanie rozpychające ze stałymi nośnikami, przedstawione wzorem 1 charakteryzują się wysoką selektywnością usuwania pożadanych jonów lub grup pożądanych jonów takich jak Pd(IV), Pd(II), Ru(III), Au(III), Au(I), Ag(I) i Hg(II) nawet, gdy występują one w niskich stężeniach z macierzystego roztworu fazowego zawierającego mieszaninę jonów tych metali z jonami, których usunięcie nie jest pożądane (to jest określanych jako jony niepożądane) występujących w roztworze w znacznie wyższych stężeniach. Oddzielania dokonuje się nawet w obecności innych środków kompleksujących lub składników podłoża, szczególnie kwasów, w urządzeniu do oddzielania, takim jak kolumna, przez którą przepuszcza się roztwór. Sposób selektywnego usuwania i zatężania pożądanego jonu(ów) cechuje zdolność do ilościowego kompleksowania pożądanego jonu(ów) z większej objętości roztworu, gdy występują one w niskich stężeniach. Pożądane jony odzyskuje się z kolumny oddzielającej przez przepuszczanie przez nią małej objętości odbieranej fazy, zawierającej środek solubilizujący, który nie musi być selektywny, lecz który ilościowo usunie pożądane jony z liganda. Zamiast kolumny można stosować inne równoważne aparaty, np. papkę, którą się sączy, przemywa odbieraną cieczą w celu rozłożenia kompleksu i odzyskania pożądanego jonu. Odzysk pożądanych jonów metali z fazy odbieranej uzyskuje się łatwo znanymi sposobami postępowania.
Jak podano wcześniej, opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 959 153 podaje, że węglowodory zawierające siarkę, kowalencyjnie związane z hydrofilowym stałym nośnikiem, bez grup(y) odciągających elektrony, można stosować do selektywnego wiązania metali szlachetnych i z grupy platynowców, jak również niektórych metali przejściowych. Jednak układ według wynalazku zawierający siarkę i grupy odciągające elektrony wykazuje większą selektywność w stosunku do metali z grupy platynowców i metali szlachetnych, to jest Au, Ag, Pd i Ru, a także do niektórych metali przejściowych, to jest Hg, niż substancje znane ze wspomnianego opisu. Ponadto siła wiązania ligandów jest wystarczająca do usunięcia jonów, takich jak Ru, Pd, Au, Ag i Hg z wielu podłoży, nawet gdy występują w bardzo niewielkich ilościach, a następnie elucji oczyszczonych Ru, Pd, Au, Ag, Hg lub innych jonów z zastosowaniem różnych eluentów, takich jak NO2’, SO32’ , EDTA , DTPA , NTA, Br' i T, jak również. NH3, ammy,tiomocznik i CN, W wielu przypadkach ligandy węglowodorowe zawierające siarkę, a nie zawierające grup odciągających elektrony, opisane wcześniej, można eluować stosując ograniczoną liczbę eluentów, takich jak aminy, lub CN, które nie zawsze są pożądane. Układ według wynalazku spełnia stawiane cele przez kontrolowaną redukcję siły wzajemnego oddziaływania pomiędzy ligandem, a metalem usuwanym dzięki temu, że ma grupy odciągające elektrony.
Przykładami grup odciągających elektrony, które można stosować są grupy amidowa, aldehydowa, ketonowa, sulfonylowa, karboksylowa, benzenowa, J, Br, Cl, F, cyjanowa i nitrowa. Grupy te można w razie potrzeby oddzielić od grupy Ar przez rozpychający alkil, który w przypadku podstawników halogenkowych może dawać grupę perhalogenoalkilową. W celu
171 797 przeprowadzenia większej, całkowitej, łącznej redukcji zdolności wzajemnego oddziaływania liganda można dodać więcej niż jedną grupę odciągającą elektrony. Na ogół siła grup odciągających rośnie w kierunku grup amidowej, aldehydowej, ketonowej, sulfonylowej, karboksylowej, benzenowej, J, Br, Cl, F, cyjanowej i nitrowej. Zastosowanie rozpychających grup alkilowych może nieco obniżyć zdolność do odciągania elektronów. W celu wykonania większych redukcji siły wzajemnego oddziaływania ligandów stosuje się grupy silniej odciągające elektrony. Do kontroli stałej wzajemnego oddziaływania można także zastosować usytuowanie grup odciągających. Na przykład, przy dodawaniu monochloropodstawionych grup benzenowych odciągających elektrony, chlor podnosi zdolność odciągania w porządku pozycji meta, orto i para.
Parametry te pozwalają syntetyzować w celu selektywnego usuwania jonów niezliczone kombinacje ligandów posiadających różnorodne siły wzajemnego oddziaływania. Zapewnia to ponadto dokonanie wyboru ligandów w celu stosowania z różnymi eluentami o zmiennej selektywności i właściwościach sił wzajemnego oddziaływania.
Wynalazek dotyczy nowych ligandów zawierających siarkę i grupy odciągające elektrony, związanych kowalencyjnie przez grupę rozpychającą z resztą silikonową przedstawionych wzorem 2, przyłączonych do stałego podłoża lub nośnika (wzór 1). Układ według wynalazku ma zastosowanie do zatężania i usuwania pewnych pożądanych jonów, takich jak Pd(IV), Pd(II), Ru(III), Au(III), Au(I), Ag(I) i Hg(II) z innych jonów. Na przykład, skuteczne sposoby odzysku i/lub oddzielania jonów metali od innych jonów metali, takich jak (1) małe ilości Ru, Pd, Au i Ag z koncentratów Rh i/lub Ir; (2) oddzielanie Pd, Ru, Au i/lub Ag z roztworów zawierających duże ilości metali zasadowych i (3) oddzielanie Hg jako toksycznych ścieków z kwaśnych roztworów, stanowią rzeczywistą potrzebę, dla której brak jest ustanowionych sposobów postępowania w celu zadowalająco selektywnego usuwania. Roztwory, z których mają być zatężane i/lub odzyskiwane takie jony określa się tu jako roztwory macierzyste. W wielu przypadkach stężenie pożądanych jonów będzie w roztworach macierzystych znacznie mniejsze, niż stężenie innych lub niepożądanych jonów, od których ma się je oddzielać.
Zatężanie pożadanych jonów wykonuje się przez tworzenie kompleksu tych jonów z układem przedstawionym wzorem 1, przepuszczając roztwór macierzysty zawierający pożądane jony przez kolumnę wypełnioną układem o wzorze 1 w celu przyciągnięcia i związania pożądanych jonów do ligandowej części takiego układu, a następnie rozłożenie kompleksu ligandowego przez przepuszczanie odbieranej cieczy o znacznie mniejszej objętości, niż objętość roztworu macierzystego przepuszczona przez kolumnę, w celu usunięcia i zatężenia pożądanych jonów w roztworze odbieranej cieczy. Ciecz odbierana lub odzyskiwany roztwór tworzą silniejszy kompleks z pożądanymi jonami niż część liganda układu o wzorze 1, tak więc pożądane jony usuwa się ilościowo z liganda w postaci zatężonej w odbieranym roztworze. Odzyskiwanie pożądanych jonów z odbieranej cieczy prowadzi się znanymi sposobami.
Układy o ligandach zawierających siarkę i grupy odciągające elektrony przedstawione wzorami 1 i 2 można otrzymać różnymi sposobami, które zilustrowano w następujących przykładach. W każdym z tych przykładów połączenie silanu i X lub rozpychające jest 3-glicydoksypropylotrimetoksysilanem dającym produkt pośredni o wzorze 3.
o - ch3 oh I i
CH3-0-Si- (CH2) 3 (OCH2CHCH2) -A-Q i-CH3 wzór 3
W następujących przykładach związek o wzorze 3 poddaje się reakcji z żelem krzemionkowym, co daje wiązanie ligand -A-Q przez 3-glicydoksypropylotrimetoksysilan z podłożem, żelem krzemionkowym, o wzorze 4,
171 797
Y' OH . ι I
Krzejnionka-O-Si- (CH2) 3 (OCH2CH-CH2) -A-Q Z' wzór 4 w którym każdy z Y’ i Z’ wybrano z grupy składającej się z grapy metoksylowej lub O-krzemionka.
W celu zilustrowania związków, które sporządzono zgodnie z wzorem 4, podano następujące przykłady. Przykłady te jedynie ilustrują, a nie wyczerpują wielu różnych związków, które zostały lub mogą być otrzymane. Podłoże krzemionkowe można zastąpić wieloma innymi stałymi nośnikami, a grupę rozpychającą lub grupę X można także zmienić. Poza tym istnieje mnóstwo ligandów -A-Q, które można użyć, aby skorzystać z ich selektywności dla danego jonu.
Przykład I.
W tym przykładzie grupa Ajest S, a grupa Q jest fenylem. Tiofenol, jako ugrupowanie liganda, zostało przyłączone do powierzchni żelu krzemionkowego przez glicydoksypropylotrimetoksysilan w następujący sposób. Po pierwsze rozpuszczono 2 g tiofenolu o czystości odczynnikowej w 10 ml metanolu, w którym uprzednio rozpuszczono 0,2 g metalicznego sodu. Mieszaninę tę wolno dodawano w 75°C do trójszyjnej, okrągłodennej kolby wyposażonej w mieszadło mechaniczne, zawierającej 20 ml toluenu i 4,3 g 3-glicydoOsy-propylotrimetoksosilanu. Pozwolono, aby reakcja postępowała przez noc, po czym utworzył się produkt pośredni odpowiadający wzorowi 3, w którym Ajest S, a Q jest fenylem. Do produktu pośredniego dodano 18 g zela krzemionkowego (cząstki 250 - 500 mikrometra). Mieszaninę znów mieszano i ogrzewano przez noc w 60 - 80°C. Produkt końcowy wydzielono przez sączenie i suszenie przed próbą na zdolność liganda do selektywnego usuwania jonu.
Przykład Π.
Postępowano według procedury z przykłada I z tym wyjątkiem, że zamiast tiofenolu zastosowano 4-chlorotiofenol. W tym przykładzie atom Cl został przyłączony do grapy fenylowej jako reszta odciągająca elektrony. Utrzymano stosunek molowy tiofenolu do silanu 1:1,02. Produkt końcowy znów sączono i suszono dokładnie przed próbą.
Przykład III.
Postępowano według procedury z przykładu II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent izomer, 3-chlorotiofenol.
Przykład IV.
Znów zastosowano procedurę z przykładu II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent 4-fluoro-tiofenol co dało kompozycję, gdzie F został przyłączony do grupy fenylowej jako reszta odciągająca elektrony.
Przykład V.
Przykład ten był taki sam jak przykład II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenola zastosowano jako reagent 3,4-dichlorotiofenol, co dało kompozycję zawierającą dwa sąsiadujące atomy Cl w grupie fenylowej jako reszty odciągające elektrony.
Przykład VI.
Przykład ten jest taki sam jak przykład II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent 4-nitro-tiofenol, co dało NO2 jako resztę odciągającą elektrony w grapie fenylowej.
Przykład VII.
Ten przykład jest taki sam, jak przykład II z tym wyjątkiem, ze zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent izomeryczny 2-chlorotiofenol.
Przykład VIII.
Ten przykład jest taki sam, jak przykład V z tym wyjątkiem, że zamiast 3,4-dichlorotiofenolu zastosowano jako reagent 2,6-eichlorotiofenol.
171 797
Przykład IX.
Ten przykład jest taki sam, jak przykład II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent 2-merkapto-pirymidynę, co dało kompozycję, gdzie A jest S, a Q jest pirymidynylem.
Przykład X.
Ten przykład jest taki sam, jak przykład II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent kwas 2-merkaptooctowy, co dało kompozycję, gdzie A jest S, a Q jest CH2COOH, np. grupa metylowa ma przyłączoną resztę karboksylową odciągającą elektrony.
Przykład XI.
Ten przykład jest taki sam, jak przykład II z tym wyjątkiem, że zamiast 4-chlorotiofenolu zastosowano jako reagent kwas tiosalicylowy, a rozpuszczalnikiem był w tym przypadku etanol. Wodę także dodano bezpośrednio przed żelem krzemionkowym, aby zwiększyć rozpuszczalność produktu pośredniego. W tej kompozycji A jest S, a Q jest grupą fenylową mającą przyłączoną grupę karboksylową.
Przykład XII.
W tym przykładzie otrzymuje się dwupodstawiony, silikonowy produkt pośredni przez reakcję tetrametoksysilanu z odczynnikiem Grignarda otrzymanym z 4-bromotioanizolu i magnezu. Odczynnik Grignarda występuje w stosunku 2:1 w porównaniu z silanem. Daje to dwupodstawiony, silikonowy produkt pośredni, który można oczyścić przez destylację w wysokiej próżni. Produkt pośredni wiąże się następnie z żelem krzemionkowym w sposób opisany powyżej. Daje to układ o wzorze 1, w którym Podłoże jest O-krzemionką, Y jest X-A-Q, w którym X jest fenylem, A jest S, Q jest metylem, aZjest metoksylem lub O-Podłoże. W miarę potrzeby Z może także być -X-A-Q, stosując odczynnik Grignarda do silanu w stosunku 3:1.
Sposób selektywnego i ilościowego zatężania i usuwania pożądanego jonu lub grup pożądanych jonów występujących w niskich stężeniach z mnóstwa innych niepożądanych jonów w wielojonowym roztworze macierzystym, w którym te niepożądane jony wraz z kwasem(ami) i innymi środkami chelatującymi mogą występować w dużo wyższych stężeniach, polega na poddawaniu roztworu macierzystego zawierającego wiele jonów kontaktowi z układem podłoża na nośniku i liganda zawierającego siarkę i grupę odciągającą elektrony o wzorze 1, które powoduje kompleksowanie pożądanego jonu(ów) z ligandową częścią tego układu zawierającą siarkę i grupę odciągającą elektrony, a następnie rozkładaniu lub usuwaniu pożądanego jonu z kompleksu za pomocą odbieranego roztworu, który tworzy silniejszy kompleks z pożądanymi jonami, niż ligand zawierający siarkę i grupę odciągającą elektrony, lub który tworzy silniejszy kompleks z ligandem zawierającym siarkę i grupę odciągającą elektrony. Roztwór odbierany lub odzyskiwany zawiera jedynie pożądane jony w postaci zatężonej.
Nośnik stałego podłoża zawierający ligand zawierający siarkę i grupę odciągającą elektrony działa przyciągając pożądane jony (DI) i tworzy kompleks o wzorze 5.
(Podłoże-O)1-3-Si-X-A-Q+DI—>(Podłoże-O)1_3-Si-A-Q:DI
Z wyjątkiem DI, wzór 5 jest skróconą postacią wzoru 1 lub wzoru 4, w którym A-Q oznacza ligand zawierający siarkę i grupę odciągającą elektrony. DI oznacza pożądany, usuwany jon. Gdy grup Podłoże-O jest mniej niż 3, inne pozycje zostają zabrane przez grupy Y i Z lub Y’ i Z’, określone powyżej.
Pożądane jony zostają od razu związane z ligandem zawierającym siarkę i grupą odciągającą elektrony, następnie oddziela się je z zastosowaniem mniejszej objętości odbieranej cieczy, przy czym tworzą kompleks o wzorze 6 (Podłoże-O) 1 -3-S i-X-A-Q: DI+RL——(Podłoże-O) 1 -3-Si-X-A-Q+RL:DI wzór 6 w którym RL oznacza ciecz odbieraną.
171 797
Opisany sposób odzysku obejmuje prowadzenie procesu przez kontaktowanie dużej objętości wielojonowego, macierzystego roztworu, który może zawierać jony wodorowe i może również zawierać środki chelatujące, z układem stałego nośnika z ligandem zawierającym siarkę i grupę odciągającą elektrony, o wzorze 1 lub 4, w kolumnie rozdzielczej, przez którą najpierw przepuszcza się mieszaninę w celu kompleksowania pożądanych jonów metali (DI) z układem stałego nośnika i liganda zawierającego siarkę i grupę odciągającą elektrony przedstawionym wzorem 1 lub 4 a następnie przepuszczanie przez kolumnę mniejszej objętości cieczy odbieranej (RL), takiej jak wodne roztwory NO2-, SO32' , EDTA , DTPA, NTA, Br ϊ J', jak rówmeż NH3 , amin, tiomocznika i CN. Szczególnymi przykładami są wodne roztwory K2SO3, NH3, EDTA, NaNCO i HBr oraz inne, które tworzą silniejszy kompleks z pożądanym jonem, niż ligand zawierający siarkę i grupę odciągającą elektrony, związany ze stałym nośnikiem lub tworzą silniejszy kompleks z ligandem zawierającym siarkę i grupę odciągającą elektrony związanym ze stałym nośnikiem, niż pożądany jon. W ten sposób pożądane jony opuszczają kolumnę w stężonej postaci w roztworze odbieranym, przedstawione wzorem 6. Stopień lub ilość zatężona będzie zwykle zależeć od stężenia pożądanych jonów w roztworze macierzystym i objętości roztworu macierzystego, który ma być traktowany. Stosowana tu specjalna ciecz odbierana także będzie mieć znaczenie. Odbierana ciecz nie musi być specjalna, aby usuwać pożądane jony, ponieważ inne jony nie będą kompleksowane przez ligand. Mówiąc ogólnie stężenie pożądanych jonów w cieczy odbieranej będzie od 20 do 1 000 000 razy większe, niż w roztworze macierzystym. Zamiast kolumny można stosować inną, równoważną aparaturę, np. papkę, którą sączy się, a następnie przemywa odbieraną cieczą w celu rozłożenia kompleksu i odzyskania pożądanego jonu(ów). Zatężone pożądane jony odzyskuje się następnie z odbieranej fazy znanymi sposobami postępowania.
Przykładami pożądanych jonów, mających silne powinowactwo do ligandów zawierających siarkę i grupy odciągające elektrony związanych z nośnikami są Pd(II), Ru(III), Pd(IV), Au(III), Au(I), Ag(I) i Hg(II). Ta lista korzystnych jonów nie jest wyczerpująca i zamiarem jest tu tylko przedstawienie rodzajów korzystnych jonów, które można związać z ligandami zawierającymi siarkę i grupy odciągające elektrony, przyłączonych do stałych nośników w sposób opisany powyżej. Powinowactwo liganda do jonów będzie się na ogół zmieniać w zależności od konfiguracji jonu i liganda. Tak więc możliwe jest, nawet odnośnie listy, aby te jony, które mają silniejsze powinowactwo do liganda były selektywnie usuwane z innych jonów z listy, które mają słabsze powinowactwo do danego liganda. Tak więc przez odpowiedni wybór ligandów i uzupełnienie roztworu macierzystego możliwe jest oddzielenie i zatężenie pożądanych jonów od innych. Zatem terminologia pożądanejony i niepożądane jony jest względna, a jon mający silniejsze powinowactwo do liganda będzie na ogół jonem pożądanym.
Sposób, w którym stosuje się układ według wynalazku nadaje się szczególnie do usuwania jonów Pd(II), Ru(III), Ag(I), Au(III) i/lub Hg(II) z roztworów macierzystych od innych jonów metali w instalacjach wodociągowych, roztworach odpadowych, osadach i roztworach przemysłowych oraz do odzysku srebra z roztworów odpadowych, np. z emulsji z klisz fotograficznych i rentgenowskich.
Następujące przykłady ilustrują usuwanie pożądanych cząstek za pomocą układów ligandpodłoże, czyli to w jaki sposób układ liganda zawierającego siarkę i grupę odciągającą elektrony związaną ze stałym nośnikiem o wzorze 1 lub wzorze 4, można wykorzystać do zatężania i usuwania pożądanych jonów. W kolumnie umieszcza się układ stałego nośnika zawierający ligand zawierający siarkę i grupę odciągającą elektrony. Przez kolumnę przepuszcza się wodny roztwór macierzysty zawierający pożądany jon lub jony w mieszaninie z innymi niepożądanymi jonami i/lub środkami chelatującymi, które mogą występować w dużo większym stężeniu. Szybkość przepływu roztworu można zwiększyć przez zastosowanie ciśnienia za pomocą pompy na wierzchołku lub dnie kolumny, lub zastosowanie próżni w odbieralniku. Po tym, jak roztwór macierzysty przejdzie przez kolumnę, przepuszcza się przez nią znacznie mniejszą objętość roztworu odzyskiwanego, to jest wodnego roztworu, który ma silniejsze powinowactwo w stosunku do pożądanych jonów niż ligand. Ten odbierany roztwór zawiera tylko pożądany jon(y) w zatężonej postaci, do następnego odzyskiwania.
171 797
W celu zilustrowania podano następujące przykłady rozdziałów i odzysków jonów za pomocą związanych z nieorganicznym nośnikiem ligandów, zawierających siarkę i grupy odciągające elektrony otrzymanych według przykładów I - XI. Przykłady te jedynie ilustrują, lecz nie wyczerpują wielu rozdziałów jonów możliwych do przeprowadzenia z zastosowaniem związku o wzorze 2. Jednak rozdział innych pożądanych jonów można przeprowadzić podobnie, a fachowiec w tej dziedzinie dokładnie określi sposób i tok postępowania.
Przykład XIII.
W kolumnie umieszczono 2 g żelu krzemionkowego związanego z ligandem zawierającym siarkę i grupę odciągającą elektrony. Przez kolumnę przepuszczono, stosując pompę próżniową, 1000 ml roztworu zawierającego 3 ppm Hg w 1M wodnym HNO3. Następnie kolumnę przemyto 25 ml H2O w celu usunięcia HNO3. Na koniec eluowano Hg stosując 10 ml 6M HCl. Analiza spektroskopowa absorpcji atomowej (AA) odzyskanego roztworu wykazała, że ponad 95% Hg będącej pierwotnie w 1000 ml roztworu Hg było w 10 ml roztworu odzyskanego.
Przykład XIV.
Wykonano 2 oddzielne próby stosując 2 gramy żelu krzemionkowego - węglowodoru zawierającego siarkę i chlorobenzenowe grupy odciągające elektrony z przykładów II, III, V, VII i VIII. Układ umieszczono w kolumnie i przepuszczano przez nią, stosując pompę próżniową w celu zwiększenia szybkości przepływu, 250 ml roztworu 100 ppm Pd(II) w 9m wodnym HCl, 0, 1M wodnego CuCk, 1M wodnego FeCk, 1000 ppm Pt i 0,5 M wodnego NiCk. Załadowany roztwór wymyto z kolumny, przepuszczaj ąc przez nią 25 ml 0,1M HCl. Następnie przepuszczono przez kolumnę 10 ml wodnego 0,5M roztworu K2CO3. Analiza roztworu odzyskanego indukcyjnie sprzężoną spektroskopią plazmową (ICP) wykazała w każdym przypadku więcej niż 99% Pd(II) w 10 ml odzyskanego roztworu, obecnego pierwotnie w 250 ml roztworu Pd, a mniej niż 1 ppm Cu, Fe, Pt lub Ni obecnych w odzyskanym roztworze.
Przykład XV.
W kolumnie umieszczono 2 g żelu krzemionkowego związanego z węglowodorem zawierającym siarkę 1 nitrobenzenową grupę odciągającą elektrony. Przez kolumnę przepuszczano 250 ml próbkę roztworu zawierającego Pd, Cu, Fe, Pt i Ni, identycznego jak w przykładzie XIII. Kolumnę przemyto 25 ml 0,1M HCl, a następnie eluowano 10 ml 5m HBr. Analiza ICP odzyskanego roztworu wykazuje, że więcej niż 99% Pd z pierwotnie załadowanego roztworu i mniej niż 1 ppm Cu, Fe, Pt lub Ni występuje w 10 ml odzyskanego roztworu.
Przykład XVI.
W kolumnie umieszczono 2 gramy żelu krzemionkowego związanego z węglowodorem zawierającym siarkę i grupę kwasu karboksylowego odcinającą elektrony, z przykładu X. Przez kolumnę przepuszczono 1000 ml roztworu 10 ppm Ag(I) w 5M HNO3, stosując pompę próżniową. W celu wymycia HNO3, przez kolumnę przepuszczono 25 ml H2O. Przez kolumnę przepuszczono 10 ml roztworu 6M HCl. Analiza ICP odzyskanego roztworu wykazała więcej niż 95% Ag z pierwotnego roztworu w 10 ml roztworu odzyskanego.
Przykład XVII.
W kolumnie umieszczono 2 gramy żelu krzemionkowego związanego z węglowodorem zawierającym siarkę i grupę benzen - kwas karboksylowy odciągającą elektrony z przykładu XI. Przez kolumnę przepuszczono 250 ml roztworu o 200 ppm Au (III) w 6M wodnym HCl. Kolumnę przemyto 25 ml H2O, a następnie eluowano Au stosując 10 ml 5M NaJ. Analiza AA odzyskanego roztworu wykazała, że więcej niż 99% Au będącego pierwotnie w 250 ml roztworu jest w 10 ml roztworu odzyskanego.
Chociaż wynalazek opisano i zilustrowano w odniesieniu do pewnych szczególnych układów typu żel krzemionkowy związany z ligandami zawierającymi siarkę i grupę odciągającą elektrony znajdującymi się w zakresie wzoru 1 to inne analogi tych układów o ligandach zawierających siarkę i grupę odciągającą elektrony znajdują się także w zakresie wzoru 1, a sposoby ich stosowania w celu oddzielenia i zatężenia pożądanych jonów są takie same.
171 797
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Układ do selektyweego usuwaniajonów on innoch jnnów on roztworze zowierający siarkę i grapę odciągającą elektrony, znamienny tym, że składa się z liganCa związanego kowalencyjnie przez silanowe ugrupowanie rozpychające ze stałym nośnikiem podłoża, który ma wzór 1
    Y
    I
    Podłoże -O-Si-X-A-Q I z
    wzór 1 w którym (i) podłoże jest wybrane z grapy składającej się z piasku, żela krzemionkowego, szkła, włókien szklanych, tlenku glina, dwutlenku cyrkonu, dwntlenkn tytana i tlenku niklu oraz ich mieszanin, (ii) Y i Z są wybrane niezależnie z grupy składającej się z (a) O-podłoże, (b) X-A-Q lub (c) Cl, Br, J, grupy C1-C6 alkilowej, C1-C6 alkoksylowej, podstawionej C1-C6 alkilowej lub podstawionej C1-C6 alkoksylowej, (iii) X jest dowolnym ugrupowaniem rozpychającym wybranym z grupy składającej się z (1) grup mających wzór:
    (CH2)a(OCH2CHR‘CH2)b w którym R? jest wybrany z grupy składającej się z H, SH, OH, grupy C1-C6 alkilowej i arylowej, ajest liczbą całkowitą od 2 do około 10, a bjest liczbą całkowitą 0 lub 1, (2) fenylu i (3) metakrylu, (iv) A jest wybrany z grupy składającej się z S, O, NR2 i CH2, gdzie R2jest wybrany z grapy składającej się z H i grupy C1-C6 alkilowej, pod warunkiem, że A musi być S, gdy Q nie zawiera atomu siarki, (v) Q jest wybrany z grapy składającej się z Ar i grupy C1-C6 alkilowej, pod warunkiem, że (1) Q musi być grapą odciągającą elektrony, gdy X jest różne od fenylu, (2) musi zawierać atom S, gdy A go nie zawiera a (3) Ar jest grupą arylową wybraną z grupy składającej się z fenylu, tiofenylu, naftylu, bifenylu, pirydyla, pirymidyny^, pirazylu, piradyzynylu, furyla, tienylu, pirylu, chinolinyla i bipiryCylu i (vi) pod dalszym warunkiem, że A musi być CH2, gdy Q jest Ar wybranym z grupy składającej się z 2-furylu, 2-tienyla i 2-pirylu.
  2. 2. dkład według zastrz. 1, znamienny tym, że A jest S.
  3. 3. dkład według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden X lub Y jest X-A-Q, w którym X jest fenylenem, A jest S, a Q jest grapą C1-C6 alkilową.
  4. 4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że Q zawiera co najmniej jeden podstawnik odciągający elektrony wybrany z grapy składającej się z grupy amidowej, aldehydowej, ketonowej, sulfonylowej, karboksylowej, fenylowej, J, Br, Cl, F, cyjanowej i nitrowej oraz ich mieszanin.
  5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że X jest grupą mającą wzór (CH2)0)^CH2CHR1CH2)b, w którym a jest 3, R1 jest OH, a b jest 1.
  6. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że Q jest fenylem.
  7. 7. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że Q jest fenylem podstawionym chlorowcem.
  8. 8. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że Q jest fenylem podstawionym grapą nitrową.
    171 797
  9. 9. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że Q jest fenylem podstawionym grupą karboksylową.
  10. 10. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że Q jest grupą C1-C6 alkilową podstawioną grupą karboksylową.
PL93306563A 1992-06-08 1993-06-08 System for selectively removing specific ions from among of various ions present in a solution containing sulphur and an electrons attracting group PL171797B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/895,341 US5190661A (en) 1992-06-08 1992-06-08 Process of removing ions from solutions using a complex with sulfur-containing hydrocarbons
PCT/US1993/005456 WO1993025306A1 (en) 1992-06-08 1993-06-08 Process of removing ions from solutions using a complex with sulfur-containing hydrocarbons also containing electron withdrawing groups bonded to a solid hydrophilic matrix

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL171797B1 true PL171797B1 (en) 1997-06-30

Family

ID=25404367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL93306563A PL171797B1 (en) 1992-06-08 1993-06-08 System for selectively removing specific ions from among of various ions present in a solution containing sulphur and an electrons attracting group

Country Status (19)

Country Link
US (3) US5190661A (pl)
EP (1) EP0644799B1 (pl)
JP (1) JP3307934B2 (pl)
KR (1) KR100282687B1 (pl)
CN (3) CN1050362C (pl)
AT (1) ATE175133T1 (pl)
AU (1) AU661917B2 (pl)
BR (1) BR9306504A (pl)
CA (1) CA2136635C (pl)
DE (1) DE69322864T2 (pl)
ES (1) ES2128430T3 (pl)
FI (1) FI107534B (pl)
HU (1) HUT69074A (pl)
MX (1) MX9303429A (pl)
NO (1) NO944702L (pl)
PL (1) PL171797B1 (pl)
RU (1) RU2116828C1 (pl)
WO (1) WO1993025306A1 (pl)
ZA (1) ZA934034B (pl)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273660A (en) * 1991-10-10 1993-12-28 Brigham Young University Aminoalkylphosphonic acid containing ligands attached to solid supports for removal of metal ions
US5190661A (en) * 1992-06-08 1993-03-02 Brigham Young University Process of removing ions from solutions using a complex with sulfur-containing hydrocarbons
US5441643A (en) * 1993-11-29 1995-08-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Process for recovering metals from solution utilizing metalloprotein affinity chromatography
EP0748247B1 (en) * 1994-02-22 2012-06-20 The Curators Of The University Of Missouri Macrocyclic antibiotics as separation agents
US5547760A (en) * 1994-04-26 1996-08-20 Ibc Advanced Technologies, Inc. Compositions and processes for separating and concentrating certain ions from mixed ion solutions using ion-binding ligands bonded to membranes
US5612275A (en) * 1994-09-27 1997-03-18 Syracuse University Chemically active ceramic compositions with a phospho-acid moiety
US5616533A (en) * 1994-09-27 1997-04-01 Syracuse University Chemically active ceramic compositions with a thiol and/or amine moiety
US5624881A (en) * 1994-09-27 1997-04-29 Syracuse University Chemically active ceramic compositions with a pyrogallol moiety
US5668079A (en) * 1994-09-27 1997-09-16 Syracuse University Chemically active ceramic compositions with an hydroxyquinoline moiety
WO1996029146A1 (en) 1995-03-22 1996-09-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Solid phase extraction membrane
GB9510222D0 (en) * 1995-05-20 1995-07-19 Zeneca Ltd Compositions of matter
AU731142B2 (en) * 1996-06-24 2001-03-22 Ibc Advanced Technologies, Inc. Poly N-cyclic aromatic ligands bonded to solid supports for removing and concentrating ions from solutions
US6303046B1 (en) * 1997-08-08 2001-10-16 William M. Risen, Jr. Aerogel materials and detectors, liquid and gas absorbing objects, and optical devices comprising same
US6139749A (en) * 1997-11-20 2000-10-31 3M Innovative Properties Company Method for radioactive species analysis using a self-scintillating sheet material
US6232265B1 (en) 1999-06-11 2001-05-15 Ibc Advanced Technologies, Inc. Particulate solid supports functionalized with polyhydroxypyridinone ligands
US6649083B1 (en) 1999-08-12 2003-11-18 Board Of Trustees Of Michigan State University Combined porous organic and inorganic oxide materials prepared by non-ionic surfactant templating route
SG93879A1 (en) 1999-08-25 2003-01-21 Mykrolis Corp Filtration and purification system for aqueous acids
CN1379699A (zh) * 1999-08-25 2002-11-13 迈克里斯公司 用于pH中性溶液的过滤和净化系统
US6506706B1 (en) 1999-09-27 2003-01-14 Ibc Advanced Technologies, Inc. Polyamide-containing ligating agents bonded to inorganic and organic polymeric supports and methods of using the same for removing and concentrating desired metal ions from solutions
DE60036959T2 (de) 1999-12-22 2008-08-07 Unilever N.V. Tensidzusammensetzungen, verbesserungsmittel enthaltend
EP1246898B1 (en) 1999-12-22 2005-10-26 Unilever N.V. Method of treating fabrics
EP1242572A2 (en) 1999-12-22 2002-09-25 Unilever N.V. Method of delivering a benefit agent
ES2218278T3 (es) 1999-12-22 2004-11-16 Unilever N.V. Procedimiento para el tratamiento de tejidos y aparato usado en el mismo.
US6686479B2 (en) 2000-03-10 2004-02-03 Ibc Advanced Technologies, Inc. Compositions and methods for selectively binding amines or amino acid enantiomers over their counter-enantiomers
US7205401B2 (en) * 2000-03-10 2007-04-17 Ibc Advanced Technologies, Inc. Compositions and methods for separating amines and amino acids from their counter-enantiomers
US6706361B1 (en) * 2000-06-21 2004-03-16 Board Of Trustees Of University Of Illinois Polymeric ion exchange fibers
US6517906B1 (en) * 2000-06-21 2003-02-11 Board Of Trustees Of University Of Illinois Activated organic coatings on a fiber substrate
US6508962B1 (en) 2000-06-21 2003-01-21 Board Of Trustees Of University Of Illinois Carbon fiber ion exchanger
US6479159B1 (en) 2001-04-19 2002-11-12 Ibc Advanced Technologies, Inc. Polymeric membranes functionalized with EGTA ligands
US6551515B1 (en) 2001-04-19 2003-04-22 Ibc Advanced Technologies, Inc. Particulate soild supports functionalized with EGTA ligands
US6524482B2 (en) 2001-04-19 2003-02-25 Ibc Advanced Technologies, Inc. Use of ion binding ligands attached to solid supports and membranes for ion removal from a biological system
US6774082B2 (en) * 2001-05-11 2004-08-10 Ibc Advanced Technologies, Inc. Compositions for separating heterocyclic aromatic amine bases, nucleosides, nucleotides, and nucleotide sequences
GB0219681D0 (en) * 2002-08-23 2002-10-02 Anglo Platinum Ltd Chromatographic medium
US20050221087A1 (en) * 2004-02-13 2005-10-06 James Economy Nanoporous chelating fibers
US20050202241A1 (en) 2004-03-10 2005-09-15 Jian-Ku Shang High surface area ceramic coated fibers
US8858813B2 (en) * 2008-12-11 2014-10-14 3M Innovative Properties Company Patterning process
WO2012122022A1 (en) 2011-03-10 2012-09-13 3M Innovative Properties Company Filtration media
WO2013168035A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 Impala Platinum Holdings Limited A molecular recognition resin and method of manufacturing same
CN106238006B (zh) * 2016-07-27 2018-09-07 齐鲁工业大学 一种金离子的选择性分离方法
CN108339538B (zh) * 2016-07-27 2020-07-03 齐鲁工业大学 一种磁性纳米复合物的制备方法
CN110142033A (zh) * 2018-02-12 2019-08-20 贵州金之键高科技材料有限公司 一种化合物及采用该化合物合成的吸附材料
RU2698656C1 (ru) * 2019-02-25 2019-08-28 Публичное акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" Сорбент и его использование для извлечения ионов палладия
CN111603800A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 贵州金之键高科技材料有限公司 一种从电子化学品和电子化学品生产溶液中选择性去除或同时去除多种离子杂质的方法
CN110433798B (zh) * 2019-09-06 2021-03-09 中国科学技术大学 一种单原子钯基催化剂及其制备方法以及应用
CN114345300B (zh) * 2022-01-07 2023-07-14 万华化学集团股份有限公司 一种吸附剂及其制备方法，一种提纯环烯烃聚合物的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL125533C (pl) * 1962-02-28 1900-01-01
US4005024A (en) * 1975-04-22 1977-01-25 The Procter & Gamble Company Rinse aid composition containing an organosilane
US4650784A (en) * 1986-02-20 1987-03-17 J. T. Baker Chemical Company Bonded phase of silica for solid phase extraction
US5322953A (en) * 1987-06-08 1994-06-21 Allergan, Inc. 2-trialkylsilyl-3-furaldehydes
US5294622A (en) * 1988-01-29 1994-03-15 Dowelanco Substituted quinolines and cinnolines
US4959153A (en) * 1988-07-13 1990-09-25 Brigham Young University Process of removing ions from solutions by forming a complex with a sulfur containing hydrocarbon covalently bonded to silica
US5039419A (en) * 1988-07-13 1991-08-13 Brigham Young University Sulfur-containing hydrocarbon compounds and process of using same in recovering and concentrating desired ions from solutions thereof
US5084430A (en) * 1988-08-26 1992-01-28 Brigham Young University Sulfur and nitrogen containing hydrocarbons and process of using same in separating desired ions from solutions thereof
US5071819A (en) * 1988-08-26 1991-12-10 Ibc Advanced Technologies Sulfur and nitrogen-containing hydrocarbons and process of using same in recovering and concentrating desired ions from solutions thereof
DE3935277A1 (de) * 1989-10-24 1991-05-02 Hoechst Ag Sulfonierte heterocyclische carboxamide, verfahren zu ihrer herstellung, sie enthaltende mittel und ihre verwendung als herbizide oder wachstumsregulatoren
IT1243409B (it) * 1990-12-17 1994-06-10 Ciba Geigy Spa Composti piperidinici contenenti gruppi silenici atti all'impiego come stabilizzanti per materiali organici
US5173470A (en) * 1991-08-09 1992-12-22 Brigham Young University Compositions and processes for removing, separating and concentrating desired ions from solutions using sulfur and aralkyl nitrogen containing ligands bonded to inorganic supports
US5182251A (en) * 1991-10-10 1993-01-26 Brigham Young University Aminoalkylphosphonic acid containing ligands attached to solid supports for removal of metal ions
US5190661A (en) * 1992-06-08 1993-03-02 Brigham Young University Process of removing ions from solutions using a complex with sulfur-containing hydrocarbons

Also Published As

Publication number Publication date
US5446182A (en) 1995-08-29
CN1090794A (zh) 1994-08-17
WO1993025306A1 (en) 1993-12-23
MX9303429A (es) 1993-12-01
CA2136635A1 (en) 1993-12-23
EP0644799A1 (en) 1995-03-29
US5190661A (en) 1993-03-02
CN1152477A (zh) 1997-06-25
CA2136635C (en) 2005-01-18
RU94046331A (ru) 1996-10-27
US5318846A (en) 1994-06-07
ES2128430T3 (es) 1999-05-16
FI945746A (fi) 1994-12-07
ATE175133T1 (de) 1999-01-15
RU2116828C1 (ru) 1998-08-10
HUT69074A (en) 1995-08-28
CN1154875A (zh) 1997-07-23
BR9306504A (pt) 1998-09-15
AU4530593A (en) 1994-01-04
AU661917B2 (en) 1995-08-10
EP0644799B1 (en) 1998-12-30
CN1093779C (zh) 2002-11-06
NO944702D0 (no) 1994-12-06
DE69322864D1 (de) 1999-02-11
NO944702L (no) 1994-12-06
FI945746A0 (fi) 1994-12-07
EP0644799A4 (en) 1995-06-07
KR100282687B1 (ko) 2001-02-15
CN1050362C (zh) 2000-03-15
CN1087194C (zh) 2002-07-10
KR950701839A (ko) 1995-05-17
ZA934034B (en) 1994-01-06
JPH08500766A (ja) 1996-01-30
DE69322864T2 (de) 1999-05-27
JP3307934B2 (ja) 2002-07-29
FI107534B (fi) 2001-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL171797B1 (en) System for selectively removing specific ions from among of various ions present in a solution containing sulphur and an electrons attracting group
US5078978A (en) Pyridine-containing alkoxysilanes bonded to inorganic supports and processes of using the same for removing and concentrating desired ions from solutions
US5173470A (en) Compositions and processes for removing, separating and concentrating desired ions from solutions using sulfur and aralkyl nitrogen containing ligands bonded to inorganic supports
US4959153A (en) Process of removing ions from solutions by forming a complex with a sulfur containing hydrocarbon covalently bonded to silica
US5084430A (en) Sulfur and nitrogen containing hydrocarbons and process of using same in separating desired ions from solutions thereof
US5071819A (en) Sulfur and nitrogen-containing hydrocarbons and process of using same in recovering and concentrating desired ions from solutions thereof
US5250188A (en) Process of removing and concentrating desired molecules from solutions
PL170767B1 (pl) Ligandy zawierajace kwas aminoalkilofosfonowy,przylaczone do stalych nosników,do usuwania jonów metali PL PL PL PL
US5668079A (en) Chemically active ceramic compositions with an hydroxyquinoline moiety
TW526082B (en) Particulate solid supports functionalized with polyhydroxypyridinone ligands
US6071416A (en) Poly N-cyclic aromatic ligands bonded to solid supports for removing and concentrating ions from solutions
WO1992017403A1 (en) Support bonded polyalkylene-polyamine-poly(carboxylic acid) and extraction of metal ions therewith
US6506706B1 (en) Polyamide-containing ligating agents bonded to inorganic and organic polymeric supports and methods of using the same for removing and concentrating desired metal ions from solutions
JPH04305255A (ja) 無機担体に結合された配位子を含有するポリテトラアルキルアンモニウムとポリトリアルキルアミンおよび溶液から所望のイオンを除去し濃縮化するため同物質を使用する方法