RU2354448C1 - Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия - Google Patents
Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354448C1 RU2354448C1 RU2008112996/15A RU2008112996A RU2354448C1 RU 2354448 C1 RU2354448 C1 RU 2354448C1 RU 2008112996/15 A RU2008112996/15 A RU 2008112996/15A RU 2008112996 A RU2008112996 A RU 2008112996A RU 2354448 C1 RU2354448 C1 RU 2354448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- palladium
- solution
- solutions
- sorption
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области материалов для сорбционного извлечения палладия из растворов. Кремнезем модифицируют раствором 3-[2-(2-гидроксиэтилтио)-1-гидроксиэтокси]-пропилтриэтоксилана в бензоле и осуществляют сорбцию палладия из кислых хлоридных растворов на полученном сорбенте, после чего сорбент элюируют раствором тиомочевины. Изобретение позволяет количественно и селективно извлекать ионы палладия из растворов сложного состава. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области получения и применения материалов для сорбционного извлечения ценных элементов из водных растворов и может быть использовано для сорбции палладия из растворов различного состава.
Известны сорбенты на основе кремнезема, модифицированные серосодержащими группами, рекомендованные для концентрирования, разделения и определения благородных и цветных металлов, а также условия количественного выделения ионов платиновых металлов серосодержащими кремнеземами (В.Н.Лосев, Кремнеземы, химически модифицированные серосодержащими группами для концентрирования, разделения и определения благородных и цветных металлов, автореферат дисс. на соискание уч. степени доктора химических наук, Томск, 2007. стр.9-10,14).
Известен сорбент на основе кремнезема с привитыми молекулами 2-амино-3-(бензтиазол-2-ил)пирроло[2,3-b]хиноксалина и его использование для связывания металлов платиновой группы (SU 1623685, 30.01.1991). Однако полнота извлечения палладия из соляно-кислых растворов на известном сорбенте не превышает 75%.
Известен способ сорбционного определения палладия в растворах, содержащих кроме палладия преобладающие количества цветных металлов и железа, заключающийся в выделении палладия из растворов на сорбенте, представляющем собой силикагель, химически модифицированный меркаптогруппами (RU 2187566, 03.05.2001). Известный сорбент используется для извлечения палладия в виде комплексных соединений и рекомендован для фотометрического определения палладия. Однако способ не предусматривает стадию десорбции палладия с сорбента, что обусловливает однократное применение сорбента.
Известен сорбент, содержащий кремнезем с привитыми группами фенилтиомочевины или аллилтиомочевины, рекомендованный для извлечения платины и палладия из кислых хлоридных растворов сложного состава (RU 2103394, 04.06.1996). Способ включает следующие операции: промышленный продукт, содержащий благородные металлы, спекают с пероксидом бария, выщелачивают спек, доводят концентрацию HCl до 0,5-4 М и проводят сорбцию на силикагеле, модифицированном производными тиомочевины (фенилтиомочевиной или аллилтиомочевиной) в течение 10-20 мин с получением сорбента, содержащего платину и палладий. Однако известный сорбент не проявляет высокой селективности по отношению к ионам палладия для растворов, содержащих платину. Кроме того, известный способ извлечения палладия не предлагает эффективного десорбирующего средства и не предусматривает возможность многократного использования данного сорбента.
Техническим решением настоящего изобретения является разработка сорбента, способного к селективному извлечению палладия из хлоридных растворов сложного солевого состава и характеризующегося хорошей регенерируемостью.
Поставленная задача решается описываемым сорбентом, содержащим химически привитые на поверхности кремнезема активные группы, для извлечения ионов палладия, который характеризуется следующей структурой:
Предпочтительно, сорбент характеризуется тем, что удельная поверхность кремнезема составляет 50-520 м2/г, а количество привитого модификатора, содержащего активные группы, составляет 0,06-0,62 г на 1 г SiO2.
Поставленная задача решается также описываемым способом извлечения ионов палладия из кислого хлоридного раствора, включающим контактирование раствора с сорбентом, охарактеризованным выше, с последующим его элюированием, предпочтительно, раствором тиомочевины.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие осуществление настоящего изобретения.
Пример 1 (методика синтеза сорбента).
К 100 г кремнезема марки «Силохром С-120» прибавляют раствор 14,2 г (40 ммоль) 3-[2-(2-гидроксиэтилтио)-1-гидроксиэтокси]-пропилтриэтоксилана - (C2H5O)3Si(CH2)3OCH2CH(OH)CH2SCH2CH2OH в 250 мл бензола. Бензол отгоняют на роторно-вакуумном испарителе, полученный порошок помещают в сушильный шкаф и выдерживают в течение двух часов при 100°С.
Установлено, что получен сорбент, структура которого может быть представлена следующим образом:
Контроль за качеством полученного сорбента осуществлен по результатам элементного анализа на углерод и серу и определения сорбционной емкости по ионам палладия(II). Удельную поверхность образцов определяли методом БЭТ.
В сорбенте, полученном, как показано выше, массовая доля углерода и серы составила 5,0% и 1,3% соответственно. Сорбционная емкость по палладию(II) составила 20,1 мг/г.
Другие примеры получения сорбента представлены в таблице 1. Установлено, что варьирование удельной величины поверхности исходного кремнезема позволяет получать сорбенты с различной сорбционной емкостью по отношению к ионам палладия(II).
Таблица 1 | ||||
№№ п/п | Удельная поверхность исходного кремнезема, м2/г | Количество модификатора (на 100 г кремнезема), г | Сорбционная емкость сорбента по Pd(II), мг/г | Удельная поверхность сорбента, м2/г |
1 | 50 | 5,9 | 8,2 | 47 |
2 | 120 | 14,2 | 20,1 | 105 |
3 | 230 | 27,2 | 35,9 | 180 |
4 | 380 | 45,0 | 52,1 | 262 |
5 | 520 | 61,5 | 66,2 | 321 |
ИК-спектры сорбентов регистрировали на приборе Shimadzu IR-435. Перед проведением измерения сорбенты сушили в вакууме (2 мм рт.ст.) при 120°С в течение 2 ч и прессовали с бромидом калия. В ИК-спектрах наблюдается широкая полоса в области 3200-3300 см-1, отвечающая колебаниям спиртовых групп (на фоне колебаний силанольных групп кремнезема в области 3200-3700 см-1); полосы при 2925, 2850 и 1465 см-1, отвечающие валентным и деформационным колебаниям С-Н групп, а также сильная полоса поглощения в области 1125 см-1, отвечающая колебаниям С-О-С групп.
Пример 2. В раствор, содержащий 2,4 г/л Pd, 30 г/л NaCl и 0,7 М HCl, введен сорбент, полученный по примеру 1. Контактирование осуществляют в течение 1 часа при комнатной температуре.
Для определения предельной сорбционной емкости по палладию(II) на сорбенте построена изотерма сорбции Pd(II) из раствора Na2[PdCl4]. С этой целью приготовлены растворы с различной известной концентрацией палладия(II) в диапазоне от 0,0532 г/л до 30,0 г/л. Из этих растворов проводят сорбцию в статических условиях при массе сорбента 0,05 г, при перемешивании в течение времени, определенного по кинетической кривой и равного 60 мин.
Из полученной зависимости следует, что в области исходных концентраций палладия(II) в растворе >1 г/л наблюдается увеличение сорбционной емкости сорбента, что может быть связано с процессами полимеризации продуктов сорбции в фазе сорбента при повышении концентрации палладия(II) в растворе. При этом сорбент после сорбции палладия из раствора с исходной концентрацией металла, равной 26,9 г/л (коричневый с зеленоватым оттенком), отличается по цвету от фаз сорбентов с палладием(II), полученных в результате сорбции из растворов с исходной концентрацией палладия(II) от 0,053 до 7,3 г/л: они желтые.
Пример 3. Проведен процесс десорбции (элюирования) палладия(II) с насыщенных сорбентов. Обнаружено, что водой, 8%-ным и 25%-ным водными растворами NH4Cl палладий(II) практически не десорбируется. Наилучшие результаты получены при использовании в качестве элюента 5-10%-ного раствора тиомочевины в 0,01 М НС1. При этом степень извлечения палладия в элюент достигает >99%.
Пример 4. Проводят сорбцию палладия(II) в динамике. Берут 30 мл раствора, содержащего 0,1 г/л в 0,7 М HCl, солевой фон - 30 г/л NaCl. Масса сорбента составила 1,5 г, высота слоя сорбента 1,1 см. Скорость пропускания растворов составляет 0,7 мл/мин. Промывку сорбента после сорбции осуществляют 10 мл раствора 0,7 М HCl, содержащего 30 г/л NaCl. Прошедший раствор и промывные воды объединяют. Содержание палладия в объединенном растворе 0,0003 г/л, степень извлечения палладия - более 99%. Сорбент промывают 10 мл 10%-ного раствора тиомочевины в 0,01 М HCl. Концентрация палладия в элюате 0,298 г/л. Степень десорбции - более 99%.
Пример 5. Проводят сорбцию палладия(II) из модельного раствора в динамике. Берут раствор, содержащий Pd(II), Pt(IV), Rh(III), Ni(II), Cu(II), Pb(II) в 0,7 M HCl, солевой фон - 30 г/л NaCl. Скорость пропускания растворов составляет 0,7 мл/мин. Промывку сорбента после сорбции осуществляют раствором 0,7 М HCl, содержащим 30 г/л NaCl. Масса сорбента составила 1,5 г, высота слоя сорбента 1,1 см. Десорбцию проводят 10%-ным раствором тиомочевины в 0,01 М HCl. Результаты по отделению палладия(II) из раствора, содержащего сумму металлов, приведены в таблице 2.
Таким образом, в результате осуществления изобретения сорбция палладия(II) из раствора, содержащего сумму металлов, составила 13,7%, сорбировалось 0,0318 г Pd(II), и динамическая емкость сорбента по палладию составила 21,25 мг/г или 0,20 ммоль/г. Установлено, что для извлечения палладия из раствора с его концентрацией 25,0-30,0 г/л и объемом 9 мл для достижения степени извлечения >99% необходимо использовать не менее 12,5 г сорбента.
Сумма примесей в элюате составила 0,95%, основной примесью является платина(IV) (0,94%).
Как видно из представленных примеров, получен сорбент, позволяющий селективно сорбировать палладий из растворов, содержащих сопутствующие элементы, и количественно десорбировать его из фазы сорбента.
За одну стадию сорбции и десорбции в динамическом режиме со скоростью пропускания раствора 0,7 мл/мин удается достичь извлечения Pd>99% и содержания платины на уровне 0,94%, содержание других примесей составляет на уровне 0,01% по отношению к основному компоненту.
Таблица 2 | ||||||||||
Сорбция Pd(II) и сопутствующих ему элементов из модельного раствора, содержащего сумму металлов | ||||||||||
Металл | Исходный раствор (V=9,0 мл) | Раствор после сорбции + промводы (V=37,4 мл) | Масса металла в фазе сорбента, г |
Е, % на стадии сорбции | Элюент (V=18,2 мл) | Е, % на стадии десорбции | Соед-ние Pd и примесей в элюенте, % | |||
См, г/л | mм, г | См, г/л | mм, г | См, г/л | mм, г | |||||
Pd | 26,8 | 0,2412 | 5,6 | 0,2094 | 0,0318 | 13,2 | 1,734 | 0,0316 | 99,4 | 99,1 |
Pt | 6,00 | 0,0540 | 0,895 | 0,0335 | 0,0205 | 38,0 | 0,018 | 0,0003 | 1,59 | 0,94 |
Rh | 0,63 | 0,0057 | 0,151 | 0,0056 | 0,0001 | 0,39 | - | - | - | - |
Ni | 1,6 | 0,0144 | 0,342 | 0,0128 | 0,0016 | 11,2 | 10-4 | 1,82*0-6 | 0,11 | 6*10-3 |
Cu | 0,18 | 0,0016 | 0,0426 | 0,0016 | ||||||
Pb | 0,2 | 0,0018 | 0,0039 | 0,0001 | 0,0017 | 91,9 | - | - | - | - |
Claims (4)
2. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что удельная поверхность кремнезема составляет 50-520 м2/г, а количество привитого модификатора, содержащего активные группы, составляет 0,06-0,62 г на 1 г SiO2.
3. Способ извлечения ионов палладия из кислого хлоридного раствора, включающий контактирование раствора с сорбентом и последующее элюирование палладия, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют сорбент, охарактеризованный в пп.1 и 2.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что элюирование палладия осуществляют раствором тиомочевины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112996/15A RU2354448C1 (ru) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112996/15A RU2354448C1 (ru) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2354448C1 true RU2354448C1 (ru) | 2009-05-10 |
Family
ID=41019880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008112996/15A RU2354448C1 (ru) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2354448C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698656C1 (ru) * | 2019-02-25 | 2019-08-28 | Публичное акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" | Сорбент и его использование для извлечения ионов палладия |
CN112206750A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-12 | 中南大学 | 一种选择性吸附钯的材料及其制备方法与应用 |
-
2008
- 2008-04-07 RU RU2008112996/15A patent/RU2354448C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698656C1 (ru) * | 2019-02-25 | 2019-08-28 | Публичное акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" | Сорбент и его использование для извлечения ионов палладия |
CN112206750A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-12 | 中南大学 | 一种选择性吸附钯的材料及其制备方法与应用 |
CN112206750B (zh) * | 2020-09-07 | 2021-10-12 | 中南大学 | 一种选择性吸附钯的材料及其制备方法与应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cestari et al. | The removal of anionic dyes from aqueous solutions in the presence of anionic surfactant using aminopropylsilica—A kinetic study | |
Awual et al. | Mesoporous silica based novel conjugate adsorbent for efficient selenium (IV) detection and removal from water | |
CN105879841B (zh) | 一种用于选择性吸附废水中铅离子的SiO2@PDA@ZIF-8复合吸附剂及其制备方法 | |
Liu et al. | Adsorption of lead (Pb) from aqueous solution with Typha angustifolia biomass modified by SOCl2 activated EDTA | |
Belhalfaoui et al. | Succinate-bonded cellulose: A regenerable and powerful sorbent for cadmium-removal from spiked high-hardness groundwater | |
Pu et al. | 2-Mercaptobenzothiazole-bonded silica gel as selective adsorbent for preconcentration of gold, platinum and palladium prior to their simultaneous inductively coupled plasma optical emission spectrometric determination | |
Lü et al. | Ion-imprinted carboxymethyl chitosan–silica hybrid sorbent for extraction of cadmium from water samples | |
Gode et al. | Sorption of Cr (III) onto chelating b-DAEG–sporopollenin and CEP–sporopollenin resins | |
Thamilarasi et al. | Removal of vanadium from wastewater using surface-modified lignocellulosic material | |
Zhang et al. | Selective solid phase extraction of trace Sc (III) from environmental samples using silica gel modified with 4-(2-morinyldiazenyl)-N-(3-(trimethylsilyl) propyl) benzamide | |
Amin et al. | Biosorption of mercury (II) from aqueous solution by fungal biomass Pleurotus eryngii: isotherm, kinetic, and thermodynamic studies | |
Li et al. | Recovery of silver from nickel electrolyte using corn stalk-based sulfur-bearing adsorbent | |
WO1996009884A1 (en) | Chemically active ceramic compositions with an hydroxyquinoline moiety | |
RU2354448C1 (ru) | Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия | |
Mladenova et al. | Mercury determination and speciation analysis in surface waters | |
JP2016040032A (ja) | セルロース誘導体および/または架橋キトサン誘導体を含む吸着材ならびに金属イオンの吸着方法および回収方法 | |
Marcellino et al. | Heat-treated Saccharomyces cerevisiae for antimony speciation and antimony (III) preconcentration in water samples | |
Lü et al. | Preparation of carboxymethyl chitosan-graft-β-cyclodextrin modified silica gel and preconcentration of cadmium | |
Tighadouini et al. | Selective Confinement of CdII in Silica Particles Functionalized with β‐Keto‐Enol‐Bisfuran Receptor: Isotherms, Kinetic and Thermodynamic Studies | |
Vetrova et al. | Application of Humic Sorbents for Pb2+, Cu2+ and Hg2+ ions preconcentration from aqueous solutions | |
CN111437891A (zh) | 一种阴离子交换树脂及其制备方法和应用 | |
Darmawan et al. | Synthesis of ion imprinted polymer for separation and preconcentration of iron (III) | |
Dudareva et al. | Adsorption of nickel (II) ions on carbon adsorbents | |
Islam et al. | Efficacy of dihydroxy-mercaptopyrimidine functionalized polymeric resin for the trace determination of Cd by SPE coupled flame atomic absorption spectrometry | |
RU2698656C1 (ru) | Сорбент и его использование для извлечения ионов палладия |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140408 |