PL246752B1 - Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie - Google Patents
Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie Download PDFInfo
- Publication number
- PL246752B1 PL246752B1 PL444198A PL44419823A PL246752B1 PL 246752 B1 PL246752 B1 PL 246752B1 PL 444198 A PL444198 A PL 444198A PL 44419823 A PL44419823 A PL 44419823A PL 246752 B1 PL246752 B1 PL 246752B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ionic liquids
- formula
- didecyldimethylammonium
- propionate
- sub
- Prior art date
Links
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 title claims abstract description 54
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 39
- DYICNTACFPXWKO-UHFFFAOYSA-M didecyl(dimethyl)azanium;propanoate Chemical compound CCC([O-])=O.CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC DYICNTACFPXWKO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- JGFDZZLUDWMUQH-UHFFFAOYSA-N Didecyldimethylammonium Chemical compound CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC JGFDZZLUDWMUQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229940078672 didecyldimethylammonium Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000022 bacteriostatic agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 claims abstract description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 9
- RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M Didecyldimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 229960004670 didecyldimethylammonium chloride Drugs 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 5
- ATBNMWWDBWBAHM-UHFFFAOYSA-N n-decyl-n-methyldecan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCN(C)CCCCCCCCCC ATBNMWWDBWBAHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- BWILYWWHXDGKQA-UHFFFAOYSA-M potassium propanoate Chemical compound [K+].CCC([O-])=O BWILYWWHXDGKQA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 235000010332 potassium propionate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004331 potassium propionate Substances 0.000 claims description 2
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- JXKPEJDQGNYQSM-UHFFFAOYSA-M sodium propionate Chemical compound [Na+].CCC([O-])=O JXKPEJDQGNYQSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 235000010334 sodium propionate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004324 sodium propionate Substances 0.000 claims description 2
- 229960003212 sodium propionate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000010793 electronic waste Substances 0.000 abstract description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 8
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- -1 gold ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 4
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000191938 Micrococcus luteus Species 0.000 description 3
- 241000588655 Moraxella catarrhalis Species 0.000 description 3
- 241000223254 Rhodotorula mucilaginosa Species 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011831 acidic ionic liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trichloro-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound ClN1C(=O)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 2
- 241000191963 Staphylococcus epidermidis Species 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 2
- CBFCDTFDPHXCNY-UHFFFAOYSA-N icosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC CBFCDTFDPHXCNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N octadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC RZJRJXONCZWCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229950009390 symclosene Drugs 0.000 description 2
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXCVJPJCRAEILX-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylimidazol-3-ium;hydrogen sulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O.CCCCN1C=C[N+](C)=C1 KXCVJPJCRAEILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UUFQTNFCRMXOAE-UHFFFAOYSA-N 1-methylmethylene Chemical compound C[CH] UUFQTNFCRMXOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001635598 Enicostema Species 0.000 description 1
- 241000194033 Enterococcus Species 0.000 description 1
- 241000194032 Enterococcus faecalis Species 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- 241000192041 Micrococcus Species 0.000 description 1
- 206010027626 Milia Diseases 0.000 description 1
- 241000588621 Moraxella Species 0.000 description 1
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O Piperidinium(1+) Chemical compound C1CC[NH2+]CC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000588767 Proteus vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000607720 Serratia Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 229940032049 enterococcus faecalis Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-O morpholinium Chemical compound [H+].C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VAMFXQBUQXONLZ-UHFFFAOYSA-N n-alpha-eicosene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCC=C VAMFXQBUQXONLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfate Chemical compound [K+].OS([O-])(=O)=O CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000343 potassium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- OKBMCNHOEMXPTM-UHFFFAOYSA-M potassium peroxymonosulfate Chemical compound [K+].OOS([O-])(=O)=O OKBMCNHOEMXPTM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HDMGAZBPFLDBCX-UHFFFAOYSA-M potassium;sulfooxy sulfate Chemical compound [K+].OS(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O HDMGAZBPFLDBCX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940007042 proteus vulgaris Drugs 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium Chemical compound [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/62—Quaternary ammonium compounds
- C07C211/63—Quaternary ammonium compounds having quaternised nitrogen atoms bound to acyclic carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/28—Amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/28—Amines
- C22B3/288—Quaternary ammonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/82—Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku są nowe amoniowe ciecze jonowe w postaci propionianu didecylodimetyloamoniowego [N<sub>10.10.1.1</sub>][CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>COO], diwodorofosforanu didecylo-dimetyloamoniowego, [N<sub>10.10.1.1</sub>][H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>] oraz wodorosiarczanu didecylometylamoniowego, [N<sub>10.10.1.H</sub>][HSO<sub>4</sub>], określone odpowiednio wzorem 1, wzorem 2 oraz wzorem 3, oraz sposób ich otrzymywania. Przedmiotem zgłoszenia jest również zastosowanie nowych amoniowych cieczy jonowych o wzorach 1, 2 i 3 do ekstrakcji jonów metali z elektroodpadów. Nowe amoniowe ciecze jonowe stosuje się jako środek powierzchniowo czynny, a propionian didecylodimetyloamoniowy stosuje się również jako środek bakteriostatyczny lub bakteriobójczy lub jako środek grzybobójczy.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są nowe amoniowe ciecze jonowe zawierające anion pochodzący od kwasu nieorganicznego lub kwasu organicznego, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie.
Ciecze jonowe (IL, ang. ionicliquid) stanowią grupę związków chemicznych zbudowanych z kationu oraz anionu, przy czym kation cieczy jonowej jest organiczny, zaś anion może być organiczny lub nieorganiczny. Rodzaj kationu decyduje o podziale cieczy jonowych na: amoniowe, pirydyniowe, piperydyniowe, morfoliniowe, imidazoliowe, fosfoniowe czy sulfoniowe. W projektowaniu związku o charakterze cieczy jonowej o założonych właściwościach fizykochemicznych decydujące znaczenie ma rodzaj anionu.
Ciecze jonowe są stabilne termicznie, charakteryzują się wysoką temperaturą wrzenia (często w tej temperaturze ulegają rozkładowi). W temperaturach umiarkowanych praktycznie nie parują. Rozpuszczają związki zarówno organiczne, jak i nieorganiczne. Są uważane za nowoczesne rozpuszczalniki przyjazne dla środowiska. Związki te są wielofunkcyjne i wykazują unikatowe właściwości. Przykładowo ekstrahują zarówno związki organiczne, jak i nieorganiczne z roztworów wodnych, związki siarki z olejów napędowych, kompleksy metali itd. Niektóre z nich wykazują działanie bakteriobójcze i/lub grzybobójcze.
Specyficzne, właściwości cieczy jonowych sprawiają, że niektóre z nich mogą być stosowane m. in. w metodach recyklingu metali z odpadów w postaci zużytych ogniw fotowoltaicznych, baterii czy akumulatorów. Materiały te zawierają wiele cennych lub ważnych dla przemysłu pierwiastków, w tym np. Ag, Cd, Co, Cu, In, Li, Pb, Se, Te.
Przegląd metod ekstrakcji jonów metali za pomocą cieczy jonowych przedstawiono w wielu pracach [R. AliAkbari, Y. Marfavi, E. Kowsari, S. Ramakrishna, Recent Studies on Ionic Liquids in Metal Recovery from E-Waste and Secondary Sources by Liquid-Liquid Extraction and Electrodeposition: A Review, Materials Circular Economy, 2020, 2, 10-18, M. Atanossova, Solvent Extraction of metallic species in ionic liquids: an overview of s-, p- and d-element, J. Chem. Techn. Metallurgy, 2021, 56, 2021,443-466; N. Schaeffer, H. Passos, I. Billard, N. Papaiconomou, J.A.P. Coutinho, Recovery of metals from waste electrical and electronic equipment (WEEE) using unconventional solvents based on ionic liquids, Environmental Science and Technology, Taylor & Francis, 2018, 48 (13-15), 859-922, ff10.1080/10643389.2018.1477417; E. Hsu, K. Barmak. A.C. Westa, Ah-Hyung A. Park, Advancements in the treatment and processing of electronic waste with sustainability: a review of metal extraction and recovery technologies, Green Chem, 2019, 21, 919-936].
Zastosowanie amoniowych cieczy jonowych do ekstrakcji jonów metali jest dość popularne ze względu na ich stosunkowo niską cenę i niejednokrotnie biokompatybilność. Przykładowo znana jest metoda ekstrakcji jonów miedzi ze sproszkowanego materiału otrzymanego z płyt drukowanych (PCB, ang. printed circuit boards). Wydajność ekstrakcji uzyskano na poziomie 20-33%, stosując amoniową ciecz jonową [Ni,i,8,h][HSO4], z anionem wodorosiarczanowym, z dodatkiem H2O2, w temperaturze 75°C po jednej godzinie ekstrakcji [Sz. Wstawski, M. Emmons-Burzyńska, M. Rzelewska-Piekut, A. Skrzypczak, M. Regel-Rosocka, Studies on copper(II) leaching from e-waste with hydrogen sulfate ionic liquids: Effect of hydrogen peroxide, Hydrometallurgy, 2021,205, 105730].
Znany jest sposób ekstrakcji jonów miedzi z fazy stałej na poziomie 98% za pomocą następujących cieczy jonowych z anionem wodorosiarczanowym [HSO4]-: ([BMIM][HSO4]; [PS-MIM][HSO4]; [CM-MIM][HSO4]; [di-Ac-IM][HSO4]; [C6(di-Ac-IM)[HSO4]) z dodatkiem H2O2, po wstępnym wymywaniu za pomocą [BMIM][BF4], który został opisany w literaturze [D. -jun Zhang, L. Dong, Y.-tong Li, Y. Wu, Y.-xia Ma, B. Yang, Copper leaching from waste printed circuit boards using typical acidic ionic liquids recovery of e-wastes’ sur plus value, Waste Menagement, 2018, 78, 191-197].
Anion wodorosiarczanowy [HSO4]- stosowany jest w różnych cieczach jonowych, np. w wodorosiarczanie 1-butylo-3-metyloimidazoliowym, [BMIM][HSO4], używanym do ekstrakcji jonów metali z katalizatorów oraz odpadów elektronicznych [K. Niknam, M. Damya, 1-Butyl-3-methylimidazoIium hydrogen sulfate [BMIM][HSO4]: An efficient reusable acidic ionic liquid for the synthesis of 1,8-dioxo-octahydroxanthenes. J. Chinese Chem. Soc., 2009, 56, 659-665].
Ponadto, [BMIM][HSO4] stosowano również jako alternatywny rozpuszczalnik do H2SO4 w tiomoczniku do ekstrakcji jonów złota z dodatkami utleniającymi, takimi jak: Fe2O3 lub H2O2 i KHSOs [J. Whitehead, G. Lawrence, A. McCluskey, Green Leaching: Recyclable and Selective Leaching of Gold-bearing Ore in an lonic Liquid, Green Chem. 2004, 6, 313-315; J. Whitehead, J. Zhang, N. Pereira, A. McCluskey, G.A. Lawrence, Application of 1-alkyl-3-methyl-imidazolium ionic liquids in the oxidative leaching of sulphidic copper, gold and silver ores, Hydrometallurgy, 2007, 88, 109-120].
Również znane jest stosowanie [BMIM][HSO4] do ekstrakcji jonów Cu (wydajność ekstrakcji 82%) i Zn (99%) z odpadów mosiądzu z dodatkami utleniającymi typu H2O2 oraz KHSO5 w temperaturze pokojowej, przy czym stosunek IL : Ag wynosił jak 1 : 1 objętościowo [A. Kilicarslan, M. Nezihi: Saridede, S. Stopic, B. Friedrich, Use of ionic liquid in leaching process of brass wastes for copper and zinc recovery. International Journal of Minerals. Metallurgy and Materials, 2014, 21, 138-143; X. Fang, X. Tong, M. Zhong, W. Chen, Intensification of silver leaching process by [BMIM][HSO4] from silver powder and silver sulfide with thiourea, Chinese J. Rare Metals., 2014, 38, 464-470].
Odzysk jonów takich metali jak Cu, Zn i Al z obwodów drukowanych (PCB, ang. printed Circuit board) za pomocą kwaśnych cieczy jonowych typu Bnansteda, [BMIM][HSO4] opisany został w literaturze [J. Huang, M. Chen, H. Chen, S. Chen, Q. Sun, Leaching behaviour of copper from waste printed circuit boards with Br0nsted acidic ionic liquid, Waste Management, 2014, 34, 483-488]. Rozdrobniony i wysuszony materiał poddano ekstrakcji z wydzieleniem jonów Cu niemal ze 100% wydajnością, stosując układ ciecz jonową / H2O2 (roztwór 30%), przy stosunku faz stała : ciekła = 1 : 25, w temp. 70°C przez 2h.
Przedmiotem wynalazku są nowe amoniowe ciecze jonowe w postaci propionianu didecylodimetyloamoniowego [Nio,io,i,i][CH3CH2COO], diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego, [Nio,io,i,i][H2P04] oraz wodorosiarczanu didecylometylamoniowego, [Nio,io,i,h][HS04], określone odpowiednio wzorem 1, wzorem 2 oraz wzorem 3.
Ciecze jonowe według wynalazku stanowią sole amoniowe, w których kation amoniowy jest podstawiony: dwiema grupami decylowymi (C10), dwiema grupami metylowymi (C1) lub dwiema grupami decylowymi (C10), grupą metylową (C1) i protonem (H).
Sposób otrzymywania nowych amoniowych cieczy jonowych w postaci propionianu didecylodimetyloamoniowego, [Νιο,ιο,ι,ι] [CH3CH2COO], lub diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego, [Nio,io,i,i][H2P04], określonych odpowiednio wzorem 1 oraz wzorem 2, według wynalazku polega na tym, że chlorek didecylodimetyloamoniowy, [N10,io,i,i][CI] określony wzorem 4, poddaje się reakcji w środowisku wodnym odpowiednio z propionianem metalu albo z diwodorofosforanem metalu, w temperaturze nieprzekraczającej 100°C (temperatura wrzenia rozpuszczalnika), po czym produkt wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej.
Korzystnie reakcję prowadzi się w środowisku wodnym z propionianem potasu lub propionianem sodu.
Korzystnie reakcję prowadzi się w środowisku wodnym z diwodorofosforanem potasu lub diwodorofosforanem sodu.
Korzystnie reakcję prowadzi się w temperaturze 20-80°C.
Korzystnie produkt wydziela się przez odparowanie wody, rozpuszczenie bezwodnej pozostałości w bezwodnym rozpuszczalniku organicznym, korzystnie metanolu lub acetonie, krystalizację i oddzielenie chlorku metalu, następnie odparowanie rozpuszczalnika.
Sposób otrzymywania nowej amoniowej cieczy jonowej w postaci wodorosiarczanu didecylometylamoniowego, [Nio,io,i,h][HS04] określonego wzorem 3, według wynalazku polega na tym, że N-metylodidecyloaminę poddaje się reakcji w środowisku wodnym z rozcieńczonym kwasem siarkowym, w temperaturze nieprzekraczającej 30°C, po czym produkt wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej.
Reakcja jest egzotermiczna i prowadzi się ją przy obniżonej temperaturze, przy użyciu rozcieńczonego kwasu siarkowego.
Korzystnie reakcję prowadzi się w temperaturze 10-25°C.
Korzystnie stosuje się 22-23% kwas siarkowy.
Korzystnie produkt wydziela się przez odparowanie wody, ponieważ podczas syntezy nie powstają produkty uboczne.
Sposobem według wynalazku otrzymuje się ciecze jonowe z bardzo wysoką (> 90%) wydajnością.
Ciecze jonowe według wynalazku mogą być stosowane do ekstrakcji jonów metali bezpośrednio z fazy stałej. Kationy amoniowe z długimi łańcuchami alifatycznymi mogą pełnić jednocześnie rolę środka powierzchniowo czynnego.
Wynalazkiem jest również zastosowanie nowych amoniowych cieczy jonowych o wzorach 1, 2 i 3, opisanych wyżej, do ekstrakcji jonów metali z elektroodpadów.
PL 246752 Β1
Korzystnie nowe amoniowe ciecze jonowe stosuje się do ekstrakcji jonów metali z obwodów drukowanych (PCB, ang. printed Circuit board).
Korzystnie nowe amoniowe ciecze jonowe stosuje się do ekstrakcji jonów metali bezpośrednio z fazy stałej materiału odpadowego.
Korzystnie nowe amoniowe ciecze jonowe stosuje się jako środek powierzchniowo czynny.
Korzystnie propionian didecylodimetyloamoniowy stosuje się jako środek bakteriostatyczny lub bakteriobójczy.
Korzystnie propionian didecylodimetyloamoniowy stosuje się jako środek grzybobójczy.
Przykład 1
Propionian didecylodimetyloamoniowy [Nio,io,i,i][CH3CH2COO]
Synteza propionianu didecylodimetyloamoniowego, M = 399,79 g/mol.
W reaktorze zaopatrzonym w chłodnicę zwrotną, termometr oraz mieszadło magnetyczne umieszczono 33,33 g (0,45 mola) kwasu propionowego i dodano 25,25 g (0,45 mola) KOH rozpuszczonego w 75 cm3 wody. Mieszaninę wygrzewano w temperaturze T = 60°C w czasie 5 godz. Następnie dodano porcjami 325,94 g wodnego roztworu chlorku didecylodimetyloamoniowego (ARQUAD 2.10-50) o stężeniu 50% (162,97 g DDACI: 0,45 mol). Mieszaninę ogrzano do temperatury T = 60-64°C i utrzymywano w tej temperaturze w ciągu 6 h. Następnie wodę oddestylowano pod zmniejszonym ciśnieniem i pozostałość suszono w temperaturze T = 60°C pod ciśnieniem 1,3 hPa. Następnie dodano 350 cm3 metanolu (lub acetonu), dokładnie wytrząśnięto i pozostawiono w temperaturze T = -20°C w ciągu 20 h. Wytrącony osad chlorku potasu odsączono, a przesącz zatężono, oddestylowując metanol pod zmniejszonym ciśnieniem. Ciecz jonową suszono w temperaturze T = 60°C pod ciśnieniem 1,3 hPa w ciągu 10 h. Otrzymano propionian didecylodimetyloamoniowy (172,5 g; 0,430 mola). Wydajność reakcji 95,9%.
/^ C00H + koH > y-^COOK + H2O
Schemat otrzymywania propionianu didecylodimetyloamoniowego.
1H NMR (CDCb, 500 MHz); δ 0,77 (t, 6H, 2 x CH3CH2, J= 7,0 Hz); 0,98 (t, 3H, CH3CH2COO', J= 7,6 Hz); 1,07-1,22 (m, 20H, 10 x CH2); 1,22-1,31 (m, 8H, 4 x CH2); 1,52-1,62 (m, 4H, 2 x CH2CH2[N+]); 2,10 (q, 2H, CH3CH2COO', J= 7,6 Hz); 3,26 (s, 6H, 2 x CH3[N+]); 3,32-3,35 (m, 4H, 2 x CH2[N+]) ppm.
13C NMR (CDCb, 125,8 MHz); δ 10,85 (CH3); 13,84 (2 x CH3); 22,39 (2 x CH2); 22,48 (2 x CH2); 26,06 (2 χ CH2); 28,94 (2 x CH2); 28,97 (2 x CH2); 29,11 (2 x CH2); 29,15 (2 x CH2); 30,93 (CH3CH2COO ); 31,57 (2 χ CH2); 50,80 (2 χ CH3): 63,21 (2 χ CH2); 179,54 (COO ) ppm.
Widma NMR wykonano na aparacie Bruker Avance 500 MHz w obecności tetrametylosilanu (TMS) jako wzorca wewnętrznego.
[Nio.io,i.i][CH3CH2COO], M = 399,79 g/mol, jest gęstą cieczą o barwie jasnożółtej. Związek ten ma gęstość 0,8868 g/cm3 w temperaturze 25°C. Dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach takich jak: metanol, etanol, woda, aceton.
Jest to substancja ciekła, przezroczysta, która nie krystalizuje. Wykazuje jedynie przemianę szklistą. Proces „grzanie-chłodzenie-grzanie” wykazuje jedynie zeszklenie przy TmidPoint = -71,01 °C. Ciepło właściwe jest wielkością charakterystyczną dla danej substancji w danej temperaturze (jest stałą materiałową). Z pomiaru DSC wynika, że ciepło właściwe przemiany szklistej w temperaturze % przemiany wynosi SCpmidPoint = 0,43 J/Kg, czyli SCpmidPoint = 171,5 J/Kmol (M = 398,79 g/mol).
PL 246752 Β1
Badania DSC wykonano aparatem 1 STARe System (Mettler Toledo), zaopatrzonym w system chłodzenia ciekłym azotem i systemem operacyjnym „heat-flux modę”. Aparat był kalibrowany przy użyciu Indu o czystości 99,9999 mol% oraz przy użyciu dużej czystości etylobenzenu, n-oktanu, n-dekanu, n-oktadekanu, n-eikozanu, cykloheksanu, bifenylu i wody. Kalibracja odbywała się przy szybkości 5 K min-1 w temperaturze T = (93 do 163)°C.
[Nio,io,i,i][CH3CH2COO] wykazuje silne działanie bakterio- i drożdżobójcze w stosunku do badanych szczepów testowych. Wyniki badań działania propionianu didecylodimetyloamoniowego na bakterie i drożdże przedstawiono w Tabeli 1.
Tabela 1
Wyniki badań działania [Nio,io,i,i][CH3CH2COO] na bakterie (MIC, MBC) i drożdże (MIC, MFC)
Badany szczep
Badane stężenie [mg/1]
| 500 | 250 | 125 | 62 | 31 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | K | MIC MBC/MFC | |
| Micrococcus | - | + | <0,1 | ||||||||||||
| luteus NCTC 7743 | - | 4- | <0,1 | ||||||||||||
| Staphylococcus | - | + | <0,1 | ||||||||||||
| aureus NCTC 4163 | - | 4- | <0,1 | ||||||||||||
| Staphylococcus | - | + | <0,1 | ||||||||||||
| epidermidis ATCC 40134 | - | 4- | 4“ | 4- | + | 1 | |||||||||
| Enterococcus | - | - | - | + | + | + | 0,5 | ||||||||
| fecalis ATCC 49474 | - | - | - | - | - | - | - | + | + | + | + | 1 | |||
| Moraxella | - | + | <0,1 | ||||||||||||
| catarrhalis ATCC 25238 | - | 4- | <0,1 | ||||||||||||
| Escherichia coli | - | + | <0,1 | ||||||||||||
| ATCC 25922 | - | 4- | <o,l | ||||||||||||
| Serratia | - | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + | + | 16 |
| marcescens ATCC 8100 | - | - | - | - | - | - | 4- | + | + | 4- | 4- | + | + | 16 | |
| Proteus vulgaris | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | 4- | + | 4- | + | 4 |
| NCTC 4635 | - | - | - | - | - | - | - | + | + | + | 4- | 4- | 4- | + | 8 |
| Pseudomonas | - | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + | 4- | + | 16 | |
| aeruginosa NCTC 6749 | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + | 4* | + | 31 | ||
| Bacillus subtilis | - | - | + | <0,1 | |||||||||||
| ATCC 6633 | - | + | <0,1 | ||||||||||||
| Candida albicans | - | - | + | + | + | + | 4- | 2 | |||||||
| ATCC 10231 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | + | + | 4- | 2 |
PL 246752 Β1
| Rhodotorula rubra (Zakład Bakteriologii F armaceutycznej Akademia Medyczna Poznań) | - | + | 4- | + | + | + + | <0,1 2 |
.,+” wzrost szczepu brak wzrostu szczepu
Związek [Nio,io,i,i][CH3CH2COO] najsilniejsze działanie hamujące (MIC) i bójcze (MBC/MFC) wykazuje w stosunku do szczepów bakterii z gatunku Micrococcus luteus (MIC < 0,1 mg/l, MBC < 0,1 mg/l), Staphylococcus aureus (MIC < 0,1, MBC < 0,1), Moraxella catarrhalis (MIC < 0,1 mg/l, MBC < 0,1 mg/l), Bacillus subtilis (MIC < 0,1 mg/l, MBC < 0,1 mg/l), Staphylococcus epidermidis (MIC < 0,1 mg/l, MBC = 1 mg/l), Enterococcus faecalis (MIC = 0,5 mg/l, MBC = 1 mg/l) oraz drożdży Rhodotorula rubra (MIC < 0,1 mg/l, MFC = 2 mg/l) oraz Candida albicans (MIC = 2 mg/l; MFC = 2 mg/l). Wartości MIC dla pozostałych szczepów bakterii mieściły się w granicach 4-16 mg/l, a wartości MBC w granicach 8-31 mg/l.
Podsumowując, [Nio,io,i,i][CH3CH2COO] wykazuje silne działanie bakterio- i drożdżobójcze w stosunku do badanych szczepów testowych w stężeniach niższych niż 0,1 mg/l hamował wzrost (MIC) sześciu spośród testowanych szczepów bakterii (M. luteus, S. aureus, M. catarrhalis, B. subtilis, S. epidermidis, E. coli) oraz jednego szczepu drożdży (R. rubra). W stężeniu niższym niż 0,1 mg/l (MBC) wykazywał również działanie bójcze w stosunku do szczepów bakterii z gatunku: M. luteus, S. aureus, M. catarrhalis, E. coli i B. subtilis.
Przykład 2
Diwodorofosforan didecylodimetyloamoniowy, [Νιο,ιο,ι,ι][Η2Ρθ4]
Synteza diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego, M = 423,7 g/mol.
W kolbie reakcyjnej umieszczono 27,22 g (0,2 mol) diwodorofosforanu potasu, dodano 75 cm3 wody dejonizowanej i ogrzano do temperatury T = 60°C. Następnie dodano 144,86 g 50% roztworu chlorku didecylodimetyloamoniowego w mieszaninie wody i 2-propanolu (72,43 g [Nio, 10,1,i][CI] 0,2 mol). Zawartość kolby mieszano w czasie 8 h w 7 = 70°C. Podczas mieszania nastąpiło zmętnienie i pojawiły się dwie fazy. Mieszaninę ochłodzono do temperatury T = 30°C i rozdzielono fazy. Fazę górną zawierającą ciecz jonową zatężono przez oddestylowanie wody pod zmniejszonym ciśnieniem, a pozostałość suszono w 60°C (1,3 hPa, 10 h). Dodano do niej 80 cm3 metanolu (lub acetonu), wymieszano i oziębiono do temperatury T = -20°C. Roztwór pozostawiono w tej temperaturze na 15 h. Kryształy KCI odsączono, a przesącz zatężono pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymaną ciecz jonową suszono pod ciśnieniem 1,3 hPa w czasie 10 h (60°C). Otrzymano diwodorofosforan didecylodimetyloamoniowy (68,2 g, 0,161 mola). Wydajność 90,5%.
KH2PO4
h2po4· + KCI
Schemat otrzymywania diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego.
1H NMR (300 MHz, DMSO-d6), 8. 0,85 (t, 6H, 2 x CH3CH2; J = 6,8 Hz), 1,18-1,35 (m, 28H, 14 x CH2); 1,56-1,69 (m, 4H; 2 x CH2CH2[N+]); 3,03 (s, 6H, 2 x CH3[N+]), 3,25-3,31 (m, 4H, 2 x CH2[N+]); 3,75 (s, 2H, H2PO4) ppm.
PL 246752 Β1 13C NMR (75,5 MHz, DMSO-d6); δ 13,89 (2 x CH3CH2), 21,67 (2 x CH2); 22,09 (2 x CH2); 25,77 (2 x CH2); 28,48 (2 χ CH2); 28,68 (2 x CH2); 28,82 (2 x CH2); 28,91 (2 x CH2); 31,29 (2 x CH2); 44,88 (2 x CH3[N+]); 62,61 (2 χ CH2[N+]) ppm.
31P NMR (121.5 MHz, DMSO-d6), δ 0.52 (H2POi) ppm.
Widma NMR cieczy jonowej wykonano na aparacie Broker Avance 300 MHz.
[Nio,io,i,i][H2PC>4], M = 423,5 g/mol, jest białym osadem. Rozpuszcza się w metanolu, etanolu, acetonie i wodzie.
Przykład 3
Wodorosiarczan didecylometyloamoniowy [Nio,io,i,h][HS04]
Synteza wodorosiarczanu didecylometyloamoniowego, M = 409,67 g/mol.
W kolbie trójszyjnej o pojemności 500 cm3 zaopatrzonej w termometr, chłodnicę zwrotną, wkraplacz, mieszadło magnetyczne i chłodzonej w łaźni z wodą i lodem umieszczono 98,4 g 95% /V-metylodidecyloaminy (0,3 mola). Do aminy wkraplano 30,65 g kwasu siarkowego (0,3 mola, 96%) rozpuszczonego w 250 cm3 wody w temperaturze T=20-25°C. Podczas wkraplania wypadał biały osad produktu. Po zakończeniu wkraplania mieszaninę reakcyjną mieszano w temperaturze otoczenia 18 godzin. Następnie oddestylowano wodę pod zmniejszonym ciśnieniem. Pozostałość suszono w temperaturze T = 60°C pod ciśnieniem 1,3 hPa w ciągu 10 godzin. Otrzymano wodorosiarczan didecylometyloamoniowy (122,3 g, 0,298 mola) - produkt w postaci białego osadu. Wydajność reakcji 99,0%.
H2SO4
HSO4·
Schemat otrzymywania wodorosiarczanu didecylometyloamoniowego.
1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz), δ 0,84 (t, 6H; 2 χ CH3CH2; J = 7,5 Hz); 1,17-1,32 (m, 28H; 14 χ CH2); 1,56-1,64 (m, 4H; 2 χ CH2CH2[NH+]); 2,70 (s, 3H, CH3[NH+]); 2,97-3,00 (m, 4H, 2 χ CH2 [N+]); 9,21 (s, 2H, NH+ i HSOi) ppm.
13C NMR (DMSO-d6, 125,8 MHz); δ: 13,90 (2xCH3); 22,10 (2 χ CH2); 23,25 (2 χ CH2); 25,99 (2 χ CH2); 28,55 (2 χ CH2); 28,69 (2 χ CH2); 28,86 (2 χ CH2); 28,93 (2 χ CH2); 31,30 (2 χ CH2); 39,33 (CH3[NH+]); 54,89,(2 χ CH2)(NH+]) ppm.
NMR wykonano na aparacie Bruker Avance 500 MHz w obecności tetrametylosilanu (TMS) jako wzorca wewnętrznego.
[Nio,io,i,h][HSC>4], M = 409,67 g/mol jest białym osadem. Rozpuszcza się w metanolu, etanolu, acetonie i wodzie.
Wykaz odczynników stosowanych do syntezy cieczy jonowych przedstawia Tabela 2.
Tabela 2
Właściwości stosowanych odczynników: struktura, nazwa, skrót nazwy, producent, numer CAS, masa molowa (M) i czystość badanej próbki (w procentach wagowych).
| Struktura | Nazwa, skrót, producent, numer CAS | M/ (g mol'1) | Czystość w % wag. |
| Propionian didecylodimetyloamoniowy, [Nio.io,i.i][CH3CH2COO], synteza | 399.79 | >95 |
PL 246752 Β1
| Struktura | Nazwa, skrót, producent, numer CAS | M/ (g mol’1) | Czystość w % wag. |
| Propionian didecylodimetyloamoniowy, [Nio,io,i.i][CH3CH2COO], synteza | 399.79 | >95 | |
| (CH3)N(C,oH2i)2 | N-metylodidecyloamina, Sigma- Aldrich, CAS:7396-58-9 | 311,59 | 95 |
| KH2PO4 | Diwodorofosforan potasu, POCh, CAS: 7778-77-0 | 136,09 | 99,5 |
| H2SO4 | Kwas siarkowy, Riedel-de-Haen, CAS: 7664-93-9 | 98,08 | 96 |
| C1 | Chlorek didecylodimetyloamoniowy, DDACI, [NiO.io.i.i][Cl], Alpinus Sp. z 0.0., ARQUAD 2.10-50, CAS 7173-51-5 | 362,16 | 50% roztwór wodny |
Przykłady zastosowania otrzymanych cieczy jonowych do ekstrakcji jonów metali z elektroodpadów przedstawiono poniżej.
Przykłady
Ekstrakcję jonów metali z elektroodpadów w postaci odpadowych płyt drukowanych (PCB) prowadzono, stosując materiał odpadowy uprzednio rozdrobniony i wyprażony w wysokiej temperaturze (750°C w czasie 7 h). Ekstrakcję prowadzono w środowisku wodnym bezpośrednio z fazy stałej za pomocą cieczy jonowych, wybranych spośród propionianu didecylodimetyloamoniowego ([Nio,io,i,i][CH3CH2COO]), diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego ([Νιο,ιο,ι,ι][Η2Ρθ4]), oraz wodorosiarczanu didecylometyloamoniowego ([Nio,io,i,h][HS04]), z zastosowaniem dodatku z grupy związków powierzchniowo czynnych, chlorku didecylodimetyloamoniowego DDACI (roztwór wodny 50%) oraz wybranych utleniaczy: nadtlenek wodoru H2O2 (roztwór wodny 30%), lub kwas trichloroizocyjanurowy (KTCIC) lub wodoronadsiarczan potasu (PHM, ang. potassium hydrogen monopersulfate, 2KHSO5 KHSO4 K2SO4) lub glicyna. Proces ekstrakcji prowadzono w temperaturze od 45°C (stosując KTCIC w acetonie) do 60°C, przy pH od 1,5 do 7, w czasie 2 h, stosując jednokrotną lub dwukrotną ekstrakcję. Badania ograniczono do następujących jonów metali; Ag(l), Cu(ll), Al(lll), Fe(ll) i Zn(ll), z pominięciem Pb(ll) oraz Ni(ll) ze względu na małą ich zawartość.
Wybrane przykłady przedstawiono w Tabeli 3.
PL 246752 Β1
Tabela 3
Ekstrakcja jonów metali z fazy stałej po wyprażeniu w temperaturze T = 750°C (7 h) z użyciem cieczy jonowych
| Mieszanina: PCB/ciecz j onowa/DD AC1/ H2O2 (KTCIC, glicyna)/H2O | Jon | Zaw. metalu [mg] przed ekstr. | Zaw. metalu [mg] po ekstr. (faza wodna) | Wyd. ekstr. E/%wag. | Wsp. Dystr. D | pH fazy wodnej |
| [Nio,io.i,i][CH3CH2COO] + H2O2 (dwukrotna ekstrakcja) | Ag(I) | 1,082 | 1,168 | 108 | 1 | 6 |
| Cu(ll) | 502,50 | 69,45 | 13,8 | 0 | ||
| Al(III) | 183,00 | 54,34 | 29,7 | 0 | ||
| Fe(II) | 178,50 | 24,324 | 13,6 | 0 | ||
| Zn(II) | 40,50 | 29,106 | 71,9 | 0 | ||
| [Nio.io.i.i][CH3CH2COO] + KTCIC (8g) (dwukrotna ekstrakcja) | Ag(I) | 1,082 | 1,08 | 100 | 1 | 2 |
| Cu(II) | 502,50 | 251,6 | 50,1 | 0,5 | ||
| Al(III) | 183,00 | 96,0 | 52,5 | 0,5 | ||
| Fe(II) | 178,50 | 19,5 | 10,9 | 0,1 | ||
| Zn(II) | 40,50 | 13,0 | 32,1 | 0,3 | ||
| [NI0,10,i,,][CH3CH2COO] + glicyna (12 g) (jednokrotna ekstrakcja) | Ag(I) | 1,082 | 1,16 | 107 | 1 | 6,5 |
| Cu(II) | 502,50 | 25,25 | 5,1 | 0 | ||
| AI(III) | 183,00 | 54,80 | 29,9 | 0,3 | ||
| Fe(II) | 178,50 | 7,32 | 4,1 | 0 | ||
| Zn(II) | 40,50 | 13,24 | 32,7 | 0,3 | ||
| [Nio,io,i,i][H2P04] + KTCIC (4g) (jednokrotna ekstrakcja) | + | 1,082 | 1,14 | 105 | 1 | 1,5 |
| Cu(II) | 502,50 | 199,76 | 39,7 | 0,4 | ||
| Al(III) | 183,00 | 98,8 | 54.0 | 0,5 | ||
| Fe(II) | 178,50 | 23,08 | 12,9 | 0,1 | ||
| Zn(II) | 40,50 | 8,28 | 20,4 | 0,2 |
PL 246752 Β1
| [Nic,10, i,h][HSO4] + KTCIC (8g) (dwukrotna ekstrakcja) | Ag(I) | 1,082 | 0,4173 | 38,6 | 0,4 | 1,5 |
| Cu(II) | 502,50 | 118,81 | 23,6 | 0,2 | ||
| Al(III) | 183,00 | 151,81 | 83,0 | 0,8 | ||
| Fe(II) | 178,50 | 72,75 | 40,8 | 0,4 | ||
| Zn(II) | 40,50 | 8,28 | 20,5 | 0,2 |
Wydajność większa od 100% wynika z błędu metody FAAS (spektrometr absorpcji atomowej z techniką płomieniową) ±10% oraz nieregularności materiału PCB.
Ciecz jonowa [Nio,io,i,i][CH3CH2COO] z dodatkiem H2O2 pozwoliła osiągnąć wydajność ekstrakcji jonów srebra z fazy stałej PCB na poziomie 100% wag, i ekstrakcję jonów cynku (po dwustopniowej ekstrakcji) na poziomie 12% wag., a z dodatkiem 12 g glicyny ekstrakcję jonów srebra na poziomie 100% wag (po jednokrotnej ekstrakcji). Ciecz jonowa:[Nio, 10,1,1ΠΗ2ΡΟ4] z dodatkiem 8 g kwasu trichloroizocyjanurowego, KTCIC (dwukrotna ekstrakcja) wykazuje wydajność ekstrakcji srebra na poziomie 100%, miedzi pow. 50% wag. i glinu pow. 52% wag. Ciecz jonowa [N10,10,i,h][HSO4] z dodatkiem 8 g KTCIC (dwukrotna ekstrakcja) wykazuje wydajność ekstrakcji jonów glinu na poziomie 83% wag., żelaza pow. 40% wag., srebra pow. 38% wag. i miedzi pow. 23% wag.
Claims (16)
- Zastrzeżenia patentowe1. Nowe amoniowe ciecze jonowe w postaci propionianu didecylodimetyloamoniowego, [Nio,io,i,i][CH3CH2COO], diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego, [Νιο,ιο,ι,ι][Η2Ρθ4], oraz wodorosiarczanu didecylometylamoniowego, [Nio,io,i,h][HS04], określone odpowiednio wzorem 1, wzorem 2 oraz wzorem 3.
- 2. Sposób otrzymywania nowych amoniowych cieczy jonowych w postaci propionianu didecylodimetyloamoniowego, [Nio,io,i.i][CH3CH2COO], lub diwodorofosforanu didecylodimetyloamoniowego, [Nio,io.i,i][H2PC>4], określonych odpowiednio wzorem 1 oraz wzorem 2, znamienny tym, że chlorek didecylodimetyloamoniowy, [Nio,io,i,i][CI] określony wzorem 4, poddaje się reakcji w środowisku wodnym odpowiednio z propionianem metalu albo z diwodorofosforanem metalu, w temperaturze nieprzekraczającej 100°C, po czym produkt wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej.
- 3. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że reakcję prowadzi się w środowisku wodnym z propionianem potasu lub propionianem sodu.
- 4. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że reakcję prowadzi się w środowisku wodnym z diwodorofosforanem potasu lub diwodorofosforanem sodu.
- 5. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze 20-80°C.
- 6. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że produkt wydziela się przez odparowanie wody, rozpuszczenie bezwodnej pozostałości w bezwodnym rozpuszczalniku organicznym, korzystnie metanolu lub acetonie, krystalizację i oddzielenie chlorku metalu, następnie odparowanie rozpuszczalnika.
- 7. Sposób otrzymywania nowej amoniowej cieczy jonowej w postaci wodorosiarczanu didecylometylamoniowego, [N10,io,i,h][HS04] określonego wzorem 3, znamienny tym, że /V-metylodidecyloaminę poddaje się reakcji w środowisku wodnym z rozcieńczonym kwasem siarkowym, w temperaturze nieprzekraczającej 30°C, po czym produkt wydziela się z mieszaniny poreakcyjnej.
- 8. Sposób według zastrz. 7 znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze 10-25°C.
- 9. Sposób według zastrz. 7 znamienny tym, że stosuje się 22-23% kwas siarkowy.
- 10. Sposób według zastrz. 7 znamienny tym, że produkt wydziela się przez odparowanie wody.PL 246752 Β1
- 11. Zastosowanie nowych amoniowych cieczy jonowych o wzorach 1, 2 i 3, określonych w zastrz. 1 do ekstrakcji jonów metali z elektroodpadów.
- 12. Zastosowanie nowych amoniowych cieczy jonowych o wzorach 1, 2 i 3 do ekstrakcji jonów metali z obwodów drukowanych (PCB).
- 13. Zastosowanie nowych amoniowych cieczy jonowych o wzorach 1, 2 i 3 do ekstrakcji jonów metali bezpośrednio z fazy stałej materiału odpadowego.
- 14. Zastosowanie nowych amoniowych cieczy jonowych o wzorach 1, 2 i 3 jako środków powierzchniowo czynnych.
- 15. Zastosowanie propionianu didecylodimetyloamoniowego o wzorze 1 jako środka bakteriostatycznego lub bakteriobójczego.
- 16. Zastosowanie propionianu didecylodimetyloamoniowego o wzorze 1 jako środka grzybobójczego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL444198A PL246752B1 (pl) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL444198A PL246752B1 (pl) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL444198A1 PL444198A1 (pl) | 2024-09-23 |
| PL246752B1 true PL246752B1 (pl) | 2025-03-03 |
Family
ID=92843856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL444198A PL246752B1 (pl) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246752B1 (pl) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022204265A1 (en) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Wyonics, Llc | Ionic liquid based processes for extraction of metals |
-
2023
- 2023-03-22 PL PL444198A patent/PL246752B1/pl unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022204265A1 (en) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Wyonics, Llc | Ionic liquid based processes for extraction of metals |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ŁUKOMSKA A. ET AL.: "Molecules 2022, 27(15), 4984; https://doi.org/10.3390/molecules27154984; Published: 5 August 2022", „RECOVERY OF METALS FROM ELECTRONICWASTE-PRINTED CIRCUIT BOARDS BY IONIC LIQUIDS, DESS AND ORGANOPHOSPHOROUS-BASED ACID EXTRACTION" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL444198A1 (pl) | 2024-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Łukomska et al. | Liquid-liquid extraction of cobalt (II) and zinc (II) from aqueous solutions using novel ionic liquids as an extractants | |
| CA1190562A (en) | Process for the preparation of sulfonated aryl phosphines | |
| US2408096A (en) | Polyhydroxyamino compounds | |
| PL246752B1 (pl) | Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie | |
| CN102603793B (zh) | 用于制备烷基磷酸酯的方法 | |
| HU199491B (en) | Process for producing quaternary ammonium salts of sulfonated triazylphosphines | |
| Reddy et al. | Selective separation and recovery of divalent Cd and Ni from sulphate solutions with mixtures of TOPS 99 and Cyanex 471 X | |
| EP4368615A1 (en) | Method of preparing n-methyl-n-ethylpyrrolidinium (mep) | |
| AU2024303923A1 (en) | Heavy metals removal from phosphoric acid containing streams | |
| CN108675498B (zh) | 一种石煤酸性废水资源化利用的方法 | |
| CN120019023A (zh) | 用于从磷酸溶液中去除重金属的试剂和方法 | |
| US4761484A (en) | 2-phenyl-4-acyl-(3H)-pyrazol-3-ones | |
| Stenhouse | III. Products of the destructive distillation of the sulphobenzolates.-No. II | |
| US2710297A (en) | Process for the production of cyantetrazole, ditetrazole, tetrazole carbamide and tetrazole and their salts | |
| US3462472A (en) | 1,4- and 1,2-bis(substituted sulfonylthiomethyl)cyclohexane | |
| US2798880A (en) | Metallo-organic phosphorus compounds | |
| US2657178A (en) | Treatment of industrial waters | |
| US2791590A (en) | Novel pyran compounds | |
| US5684182A (en) | Sulfonated diphosphines and a process for their preparation | |
| JPS59208089A (ja) | 硫酸酸性水溶液からのビスマス及びアンチモンの除去方法 | |
| US6572834B2 (en) | Aqueous zinc nitrite solution and method for preparing the same | |
| JP3662522B2 (ja) | Ｃｕ抽出用混合溶媒 | |
| US3043866A (en) | Chloropyrocatechol sulfonic acid compounds | |
| SU742427A1 (ru) | Бис-(2-аминоэтиловый эфир) дималонова кислота в качестве комплексона | |
| KR930004476B1 (ko) | 동폐액으로부터 염기성 염화동의 회수방법 |