Extraction Of Actinides And Lanthanides From Nitric Acid Solutions With Mixtures of 1,5-N,N′- Bis[(Diphenylphosphoryl)Acetyl(Hexyl)Amino]Pentane And New Asymmetrical Phosphonium- And Imidazolium Based Ionic Liquid

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A new dicationic ionic liquid 1-methyl-3-(4-(tributylphosphonio)butyl)-1H-imidazol-3-ium di[bis(trifluoromethanesulfonul)imide] [ImP][Tf2N]2, characterized by high hydrophobicity (solubility in water 9.2 × 10-4 mol/l) was synthesized. The extraction of U(VI), Th(IV), and lanthanides(III) from nitric acid solutions with mixtures of 1,5-N,N’-bis[(diphenylphosphoryl)acety(hexyl)amino]pentane (L), containing two bidentate fragments Ph2P(O)CH2C(O)N(Hex)- interconnected by pentamethylene spacer through amide nitrogen atoms, and [ImP][Tf2N]2 in 1,2-dichloroethane (DCE) was studied. During the extraction of metal ions in this system, a significant synergistic effect is observed. The influence of the composition of the aqueous and organic phases on the efficiency of the extraction of metal ions into the organic phase is considered, and the stoichiometry of the extracted complexes is determined. The synergistic effect at the extraction of Ln(III) from 3 M HNO3 solutions with a mixture of L and [ImP][Tf2N]2 in DCE is an order of magnitude higher than in the L–[C8mim][Tf2N]–DCE system.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. N. Turanov

Yu.A. Ossipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: sharovaev@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka, 142432

V. K. Karandashev

Institute of Microelectronics Technology and High-Purity Materials of the Russian Academy of Sciences

Email: sharovaev@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka, 142432

E. V. Sharova

A. N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sharovaev@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119334

O. I. Artyushin

A. N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds of the Russian Academy of Sciences

Email: sharovaev@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119334

References

  1. Welton T. // Chem. Rev. 1999. V. 99. P. 2071. https://doi.org/10.1021/cr980032t
  2. Nosov D., Ronnasi B., Lozinskaya E.I. et al. // ACS Appl. Polym. Mater. 2023. V. 5. № 4. P. 2639. https://doi.org/10.1021/acsapm.2c02223
  3. Ponkratov D.O., Shaplov A.S., Vygodskii Ya.S. // Polym. Sci. Ser. C. 2019. V. 61. № 1. P. 2. https://doi.org/10.1134/S1811238219010144
  4. Wang W., Murray R.W. // Anal. Chem. 2007. V. 79. № 3. P. 1213. https://doi.org/10.1021/ac0615697
  5. Berthod A., Ruiz-Angel M.J., Carda-Broch S. // J. Chromatogr. A. 2008. V. 1184. P. 6. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2007.11.109
  6. Kamaz M., Vogler R.J., Jebur M. et al. // Sep. Purif. Technol. 2020. V. 236. P. 116237. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.116237
  7. Atanassova M. // J. Mol. Liq. 2021. V. 343. P. 117530. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117530
  8. Iqbal M., Waheed K., Rahat S.B. et al. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2020. V. 325. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10967-020-07199-1
  9. Arrachart G., Couturier J., Dourdain S. et al. // Processes. 2021. V. 9. P. 1202. https://doi.org/10.3390/pr9071202
  10. Белова В.В. // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 1. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0033831121010019 Belova V.V. // Radiochemistry. 2021. V. 63. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1134/S106636222101001X
  11. Sun. X., Luo H., Dai S. // Chem. Rev. 2012. V. 112. № 4. P. 2100. https://doi.org/10.1021/cr200193x
  12. Turanov A.N., Karandashev V.K., Baulin V.E. // Solvent Extr. Ion Exch. 2012. V. 30. P. 244. http://dx.doi.org/10.1080/07366299.2011.639248
  13. Turanov A.N., Karandashev V.K., Sharova E.V. et al. // Radiochim. Acta. 2018. V. 106. P. 355. https://doi.org/10.1515/ract-2017-2851
  14. Turanov A.N., Karandashev V.K., Boltoeva M. et al. // Sep. Purif. Technol. 2016. V. 164. P. 97. http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2016.03.004
  15. Gan Q., Cai Y., Fu K. et al. // Radiochim. Acta. 2020. V. 108. P. 239. https://doi.org/10.1515/ract-2019-3147
  16. Luo H., Dai S., Bonnesen P.V. et al. // Solvent Extr. Ion Exch. 2006. V. 24. P. 19. https://doi.org/10.1080/07366290500388624
  17. Sun T., Zhang Y., Wu Q. et al. // Solvent Extr. Ion Exch. 2017. V. 35. P. 408. https://doi.org/10.1080/07366299.2017.1379142
  18. Cho C.-W., Phan T.P.T., Zhao Y. et al. // Sci. Total Environ. 2021. V. 786. P. 147309. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147309
  19. Montalban M.G., Villora G., Licence P. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2018. V. 150. P. 129. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.11.073
  20. Anderson J.I., Ding R., Ellern A., Armstrong D.W. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. P. 593. https://doi.org/10.1021/ja046521u
  21. Shirota H., Mandai T., Fukazawa H., Kato T. // J. Chem. Eng. Data. 2011. V. 56. P. 2453. https://doi.org/10.1021/je2000183
  22. Hawker R.R., Haines R.S., Harper J.B. // Chem. Commun. 2018. V. 54. P. 2296. https://doi.org/10.1039/c8cc00241
  23. Arkhipova E.A., Ivanov A.S., Levin M.M. et al. // J. Mol. Liq. 2022. V. 346. P. 117095. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117095
  24. Turanov A.N., Karandashev V.K., Sharova E.V. et al. // Solvent Extr. Ion Exch. 2012. V. 30. P. 604. https://doi.org/10.1080/07366299.2012.671117
  25. Туранов А.Н., Карандашев В.К., Харитонов А.В. и др. // Журн. общей химии. 1999. Т. 69. № 7. С. 1109.
  26. Bonhote P., Dias A. P., Papageorgiou N. et al. // Inorg. Chem. 1996. V. 35. P. 1168. https://doi.org/10.1021/ic951325x
  27. Rothstein E., Saville R.W., Horn P.E. // J. Chem. Soc. 1953. P. 3994. https://doi.org/10.1039/JR9530003994
  28. Карандашев В.К., Лейкин А.Ю., Хвостиков В.А. и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 5. С. 5.
  29. Toh S.L.I., McFarlane J., Tsouris C. et al. // Solvent Extr. Ion Exch. 2006. V. 24. P. 33. https://doi.org/10.1080/07366290500388400
  30. Rozen A.M., Krupnov B.V. // Russ. Chem. Rev. 1996. V. 65. P. 973. https://doi.org/10.1070/RC1996v065n11ABEH000241
  31. Binnemans K. // Chem. Rev. 2007. V. 107. P. 2592. https://doi.org/10.1021/cr050979c
  32. Dam H.H., Reinhoudt D.N., Verboom W. // Chem. Soc. Rev. 2007. V. 36. P. 367. https://doi.org/10.1039/b603847f
  33. Horwitz E.P., Martin K.A., Diamond H., Kaplan L. // Solvent Extr. Ion Exch. 1986. V. 4. P. 449. https://doi.org/10.1080/07366298608917877

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Effect of HNO3 concentration in the aqueous phase on the extraction of Th(IV) (1, 4), U(VI) (2, 5) and Eu(III) (3, 6) with solutions of compound L in dichloroethane (4-6) and in dichloroethane containing 0.003 M IL [ImP][Tf2N]2 (1-3). Concentration L, mol/l: 0.0001 (1, 4), 0.0005 (2, 5), 0.002 (3, 6).

Download (98KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Distribution coefficients of lanthanides(III) during extraction from solutions of 3 M HNO3 with solutions of compounds L (1, 2, 5) and CMFO Ph2Bu2 (3, 4, 6) in dichloroethane (5, 6) and dichloroethane containing 0.025 M [ImP][Tf2N]2 (1, 3) and [C8mim][Tf2N] (2, 4). The concentration of the compound is L 0.01 mol/l, CMFO Ph2Bu2 0.02 mol/L.

Download (110KB)
Indexing metadata
4. 3. Effect of the concentration of compound L in dichloroethane containing 0.002 M [ImP][Tf2N]2 on the extraction of Th(IV), U(VI) and Ln(III) from solutions of 1 M HNO3.

Download (114KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Effect of the concentration of [ImP][Tf2N]2 in dichloroethane containing 0.002 M of compound L on the extraction of Ln(III) from a solution of 1 M HNO3.

Download (121KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Effect of [ImP]Br2 concentration in the aqueous phase on the extraction of Ln(III) from 0.01 M HNO3 solutions with 0.002 M solutions of the L compound in dichloroethane containing 0.002 M [ImP][Tf2N]2.

Download (121KB)
Indexing metadata
7. Scheme

Download (103KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».