О возможности разделения Cu(II) и Fe(III) гидрофобными эвтектическими растворителями на основе триизобутилфосфин сульфида

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Настоящая исследовательская работа посвящена изучению возможности экстракционного разделения ионов меди(II) и железа(III) из солянокислых растворов с использованием гидрофобных эвтектических растворителей в качестве экстрагентов. Впервые предложены и охарактеризованы новые эвтектические растворители триизобутилфосфин сульфид/октанол и триизобутилфосфин сульфид/октановая кислота. Эвтектические растворители имеют низкую вязкость (< 8 мПас), что делает их технологически пригодными экстрагентами. Проведен сравнительный анализ эффективности экстракцииCu(II) и Fe(III) эвтектическими растворителями, где в качестве донора водородной связи использовали ментол, октанол и октановую кислоту. Наибольший интерес представляет эвтектический растворитель на основе октановой кислоты, способный селективно извлекать ионы металлов в широком интервале кислотности водной фазы. В отсутствие соляной кислоты в исходном растворе βFe/Cuсоставил 1432. Установлены закономерности экстракции ионов металлов при варьировании условий проведения процесса: кислотности водной фазы, объемного соотношения фаз и концентрациивысаливателя. Проведена оценка возможности очистки эвтектических растворителей от ионов металлов разными реэкстрагентами. Показана перспективность применения предложенных экстракционных систем для решения задачи селективного выделения ионов металлов из технологических растворов.

Об авторах

И. В. Зиновьева

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: yz@igic.ras.ru
Москва, Россия

В. М. Некрасов

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: yz@igic.ras.ru
Москва, Россия

Ю. А. Заходяева

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: yz@igic.ras.ru
Москва, Россия

А. А. Вошкин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: yz@igic.ras.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Rauch J.N.Global Mapping of Al, Cu, Fe, and Zn in-Use Stocks and in-Ground Resources. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009. V. 106. № 45. P. 18920. doi: 10.1073/pnas.0900658106.
  2. Swain N., Mishra S.A Review on the Recovery and Separation of Rare Earths and Transition Metals from Secondary Resources. J Clean Prod. 2019. V. 220, P. 884. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.02.094.
  3. Widmer R., Oswald-Krapf H., Sinha-Khetriwal D. et al.Global Perspectives on E-Waste. // Environ Impact Assess Rev. 2005. V. 25. № 5. P. 436. doi: 10.1016/j.eiar.2005.04.001.
  4. Castillo J., Toro N., Hernández P. et al.Extraction of Cu(II), Fe(III), Zn(II), and Mn(II) from Aqueous Solutions with Ionic Liquid R4NCy. // Metals. 2021. V. 11. № 10. P. 1585. doi: 10.3390/met11101585.
  5. Tshepelevitsh S., Hernits K., Jenčo J. et al. Systematic Optimization of Liquid–Liquid Extraction for Isolation of Unidentified Components. // ACS Omega. 2017. V. 2. № 11. P. 7772. doi: 10.1021/acsomega.7b01445.
  6. Schaeffer N., Martins M.A.R., Neves C.M.S.S. et. al.Sustainable Hydrophobic Terpene-Based Eutectic Solvents for the Extraction and Separation of Metals. // Chem. Commun. 2018. V. 54. № 58. P. 8104. doi: 10.1039/C8CC04152K.
  7. Cañadas R., González-Miquel M., González E.J. et. al.Hydrophobic Eutectic Solvents for Extraction of Natural Phenolic Antioxidants from Winery Wastewater. // Sep Purif Technol. 2021. V. 254. P. 117590. doi: 10.1016/j.seppur.2020.117590.
  8. Hanada T., Goto M. Cathode Recycling of Lithium-Ion Batteries Based on Reusable Hydrophobic Eutectic Solvents. // Green Chem. 2022. V. 24. P. 5107. doi: 10.1039/D1GC04846E.
  9. Marchel M., Rayaroth M.P., Wang C. et al.Hydrophobic (Deep) Eutectic Solvents (HDESs) as Extractants for Removal of Pollutants from Water and Wastewater – A Review // Chem. Eng. J. 2023. V. 475. P. 144971. doi: 10.1016/j.cej.2023.144971.
  10. Bashir I., Dar A.H., Dash K.K. et al.Deep Eutectic Solvents for Extraction of Functional Components from Plant-Based Products: A Promising Approach // Sustain. Chem. Pharm. 2023. V. 33. P. 101102. doi: 10.1016/j.scp.2023.101102.
  11. Milevskii N.A., Zinov’eva I.V., Zakhodyaeva Yu.A. et al. Separation of Li(I), Co(II), Ni(II), Mn(II), and Fe(III) from Hydrochloric Acid Solution Using a Menthol-Based Hydrophobic Deep Eutectic Solvent // Hydrometallurgy. 2022. V. 207. P. 105777. doi: 10.1016/j.hydromet.2021.105777.
  12. Kozhevnikova A.V., Zinov’eva I.V., Zakhodyaeva Y.A. et al. Application of Hydrophobic Deep Eutectic Solvents in Extraction of Metals from Real Solutions Obtained by Leaching Cathodes from End-of-Life Li-Ion Batteries // Processes. 2022. V. 10. № 12. P. 2671. doi: 10.3390/pr10122671.
  13. Ni S., Su J., Zhang H. et al. A Cleaner Strategy for Comprehensive Recovery of Waste SmCo Magnets Based on Deep Eutectic Solvents // Chem. Eng. J.2021. V. 412. P. 128602. doi: 10.1016/j.cej.2021.128602.
  14. Milevskii N.A., Zinov’eva I.V., Kozhevnikova A.V. et al.Sm/Co Magnetic Materials: A Recycling Strategy Using Modifiable Hydrophobic Deep Eutectic Solvents Based on Trioctylphosphine Oxide // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 18. P. 14032. doi: 10.3390/ijms241814032.
  15. Zinov’eva I.V., Salomatin A.M., Zakhodyaeva Yu.A. et al.Extraction of Li(I), Al(III), and Fe(III) from Hydrochloric Solutions with Hydrophobic Eutectic Solvent TIBPS/Menthol. // Theor. Found. Chem. Eng. 2024. V. 58. № 4. P. 1143. [Зиновьева И.В., Саломатин А.М., Заходяева Ю.А., Вошкин А.А. Экстракция Li(I), Al(III) и Fe(III) из солянокислых растворов гидрофобным эвтектическим растворителем ТБФС/ментол // Теорет. основы хим. технологии. 2024. Т. 58, № 2. С. 202]. doi: 10.1134/S0040579525600263.
  16. Ivanov A.V., Figurovskaya V.N., Ivanov V.M. Molecular Absorption Spectroscopy of 4-(2-Pyridilazo)Resorcinol Complexes as Alternative for the Atomic Absorption Spectroscopy. // Mosc. Univ. Chem. Bull. 1992. V. 33. № 6. P. 570. [Иванов А.В., Фигуровская В.Н., Иванов В.М.Молекулярная абсорбционная спектроскопия комплексов 4-(2-пиридилазо)резорцина как альтернатива атомно-абсорбционной спектроскопии // Вестн. Моск. ун-та. Сер 2. Химия. 1992. Т. 33. № 6. С. 570.]
  17. Ogawa K., Tobe N. A Spectrophotometric Study of the Complex Formation between Iron(III) and Sulfosalicylic Acid // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1966. V. 39. № 2. Р. 223. doi: 10.1246/bcsj.39.223.
  18. Martins M.A.R., Crespo E.A., Pontes P.V.A. et al.Tunable Hydrophobic Eutectic Solvents Based on Terpenes and Monocarboxylic Acids // ACS Sustain. Chem. Eng. 2018. V. 6. № 7. Р. 8836. doi: 10.1021/acssuschemeng.8b01203.
  19. Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J.Spectrometric identification of organic compounds. 7 ed. New York: Wiley. 2005.
  20. Omar K.A., Sadeghi R. Database of Deep Eutectic Solvents and Their Physical Properties: A Review. // J. Mol. Liq.2023. V. 384. P. 121899. doi: 10.1016/j.molliq.2023.121899.
  21. Smith E.L., Abbott A.P., Ryder K.S.Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Applications. // Chem. Rev.2014. V. 114. № 21. P. 11060. doi: 10.1021/cr300162p.
  22. Kozhevnikova A.V., Lobovich D.V., Milevskii N.A. et al.Kinetics and Reusability of Hydrophobic Eutectic Solvents in Continuous Extraction Processes in a Pilot Setting // Processes. 2024. V. 12. № 12. P. 2879. doi: 10.3390/pr12122879.
  23. Zhao H., Chang J., Boika A. et al.Electrochemistry of High Concentration Copper Chloride Complexes. // Anal. Chem.2013. V. 85. № 16. P. 7696. doi: 10.1021/ac4016769.
  24. Liu W., Etschmann B., Brugger J. et al.UV–Vis Spectrophotometric and XAFS Studies of Ferric Chloride Complexes in Hyper-Saline LiCl Solutions at 25–90°C. //Chem. Geol.2006. V. 231. № 4. P. 326. doi: 10.1016/j.chemgeo.2006.02.005.
  25. Kozhevnikova A.V., Zinov’eva I.V., Zakhodyaeva Yu.A. et al. Hydrophobic Eutectic Solvents Based on Alcohol and Camphor in the Extraction of Fe(III) from Hydrochloric Solutions // Theor. Found. Chem. Eng.2024. V. 58. № 5. P. 1575. [Кожевникова А.В. и др. Гидрофобные эвтектические растворители на основе спиртов и камфоры в экстракции Fe(III) из солянокислых растворов // Теорет. основы хим. технологии. 2024. Т. 58. № 3. С. 347.] doi: 10.1134/S0040579525600664.
  26. [Кожевникова А.В. и др. Гидрофобные эвтектические растворители на основе спиртов и камфоры в экстракции Fe(III) из солянокислых растворов // Теорет. основы хим. технологии. 2024. Т. 58. № 3. С. 347.]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».