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Schwermetallextraktion mithilfe von in Hohlfasern immobilisierten auf Aliquat® 336 und Cyphos® IL 101 basierenden ionischen Flüssigkeiten

Philip Pirkwieser

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Chemie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Chemie

Betreuer*in

Franz Jirsa

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DOI

10.25365/thesis.40159

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29240.00865.180369-7

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Schwermetallbelastung von Gewässern aufgrund des Eintrags aus anthropogenen Quellen stellt weltweit ein großes Umweltproblem dar. Folglich werden neue, erfolgreiche Methoden zur besseren Analyse und Entfernung ebendieser benötigt. Die nur aus Ionen bestehenden, unter 100°C, jedoch meist bereits bei Raumtemperatur flüssigen Salze, welche als ionische Flüssigkeiten (IL) bezeichnet werden, konnten bereits erfolgreich als Alternative zu traditionellen Extraktionsmitteln eingesetzt werden.Ein großes Problem vieler IL, welches ihren Einsatz stark beeinträchtigt, ist jedoch ihr teilweise starkes Leaching in die wässrige Phase. Die Immobilisierung von ILs ist eine mögliche Umgehung dieser Problematik. Die hier vorgestellte Methode der Immobilisierung besteht aus dem Einschluss der IL in Hohlfasern aus Polypropylen, deren Poren es erlauben, Metallionen aus wässrigen Lösungen in die IL diffundieren zu lassen, ohne ein starkes Leaching der IL in die wässrige Phase zu ermöglichen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Hohlfasern mit ausgewählten ILs zu füllen und ihre Extraktionseffizienz von umwelttoxisch relevanten Metallen und das Leaching der ionischen Flüssigkeiten in die wässrige Phase zu untersuchen. Die quantitative Analyse der Metalle erfolgte dabei durch Flammen- sowie Graphitofen-Atomabsorptionsspektrometrie. Das Leaching der Flüssigkeiten in die wässrige Phase während der Extraktion wurde durch die Bestimmung des organischen Kohlenstoffes (TOC/DOC) mittels eines TOC-Analyzers ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass der Einschluss der ILs in Hohlfasern im Vergleich zu flüssig-flüssig Extraktionen zur gewünschten Verringerung des Leachings führt und gleichzeitig ebenfalls eine erfolgreiche Extraktion gewährleistet wird. Für jedes Metall konnte mindestens eine IL gefunden werden, welche sich durch eine sehr gute Extraktionseffizienz auch bei Anwesenheit störender Ionen in künstlichen Trinkwasserproben auszeichnet.

Abstract

(Englisch)

The pollution of waterbodies with heavy metals from anthropogenic sources is a large environmental problem worldwide. Therefore, new and effective methods for a better analysis and removal of these pollutants are required. As shown in various publications, ionic liquids (IL), which are salts solely consisting of ions that are liquid under 100°C, could be used as a working alternative to traditional extracting agents. A huge drawback of many ILs, lowering their usability, however is the leaching into the aqueous phase. Immobilizing ILs is one way of eliminating this problem. The used method of immobilization may consist of the inclusion of IL inside polypropylene hollow fibers, whose pores are able to let metal ions diffuse from the aqueous solution into the IL while reducing the leaching of the IL back into the solution. The aim of this master thesis was to fill hollow fibers with selected ILs and analyse the ability of extracting environmentally toxic heavy metals while keeping the leaching to a minimum. Quantitative analysis was carried out by flame and graphite furnace atomic absorption spectroscopy. Leaching was measured as the content of organic carbon in solution after the extraction by means of a TOC-analyzer. The obtained results show that the inclusion of IL inside the fibers could reduce the leaching compared to liquid-liquid extractions while additionally guaranteeing a successful extraction of metals. Furthermore, for each metal at least one ionic liquid with good extraction efficiency - even in presence of competitive ions in artificial drinking water – could be found.

Autor*innen

Philip Pirkwieser

Haupttitel (Deutsch)

Schwermetallextraktion mithilfe von in Hohlfasern immobilisierten auf Aliquat® 336 und Cyphos® IL 101 basierenden ionischen Flüssigkeiten

Paralleltitel (Englisch)

Extraction of heavy metals with ionic liquids based on Aliquat® 336 und Cyphos® IL 101 immobilized in hollow fibers

Publikationsjahr

2015

Umfangsangabe

79 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Franz Jirsa

Klassifikationen

35 Chemie > 35.23 Analytische Chemie: Allgemeines ,

35 Chemie > 35.40 Anorganische Chemie: Allgemeines

AC Nummer

AC13116993

Utheses ID

35571

Studienkennzahl

UA | 066 | 862 | |

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