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Schwermetallextraktion aus wässrigen Lösungen mit Hilfe von ionischen Flüssigkeiten auf Basis von 3-Hydroxy-2-naphthalincarbonsäure
Claudia Ellemunter
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Biologie und Umweltkunde UF Chemie
Betreuer*in
Franz Jirsa
DOI
10.25365/thesis.52833
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24564.10756.330959-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der anthropogene Eintrag von Schwermetallen in Gewässern stellt ein großes Umweltproblem dar. Ionische Flüssigkeiten: Salze, die unter 100°C flüssig sind, stellen eine gute Möglichkeit dar, Schwermetalle aus wässrigen Lösungen zu extrahieren. Um Metalle aus wässrigen Lösungen zu entfernen, werden sog. „task specific ionic liquids“ (TSILs), verwendet, bei denen „aufgabenspezifische“ funktionelle Gruppen an Anionen und/oder Kationen kovalent gebunden sind. Dadurch erreicht man hohe Affinitäten der Salze gegenüber den ausgewählten Schwermetallen. Damit ist es möglich ionische Flüssigkeiten speziell nach gewünschten Eigenschaften und Anwendungen herzustellen.
Ein wichtiger Faktor dabei ist die Umweltverträglichkeit. Einer der Punkte, der darüber Auskunft gibt, ist das Leaching, das ist der Verlust der ionischen Flüssigkeit in der wässrigen Phase. Die Tatsache, dass ein Teil der ionischen Flüssigkeit in die wässrige Phase übergeht ist der Grund, warum die Anwendbarkeit von TSILs bislang eingeschränkt war.
In der vorliegenden Arbeit wurden fünf neu synthetisierte ionische Flüssigkeiten auf ihr Extraktionsvermögen hinsichtlich fünf verschiedener Schwermetalle sowie das Leaching getestet.
Die verwendeten Flüssigkeiten sind Methyltrioctylammonium-3-hydroxy-2-naphtoat ([N1888][HNA]), Methyltrioctylphosphonium-3-hydroxy-2-naphtoat ([P1888][HNA]), Trihexyltetradecylphosphonium-3-hydroxy-2-naphtoat ([P66614][HNA]), Methyltrioctyl-phosphoniumanthanilat ([P1888][ANT]) und Methyltrioctylphosphoniumthiosalicylat ([P1888][TS]). Extraktionsversuche wurden mit folgenden fünf Schwermetallionen durchgeführt: Ni(II), Ru(III), Pt(IV), Hg(II), Pb(II). Zusätzlich zum Zeitverlauf der Extraktion wurde die Änderung des pH-Wertes aufgezeichnet. Die Messung der Extraktionseffizient erfolgte in der wässrigen Phase mittels TXRF, CV-AAS und GF-AAS. Mittels eines TOC-Analysers wurde das Leaching mit dem erhaltenen DOC-Wert bestimmt. So konnte der Verlust der ILs in die wässrige Phase während dem Zeitversuch dokumentiert werden.
Abstract
(Englisch)
The anthropogenic input of heavy metals in the aquatic environment is a major problem. Ionic liquids are salts with melting points below 100°C and might be suitable extractans for metal ions in aqueous phases. So called “task specific ionic liquids” (TSILs) are used where functional groups are added at the anion or cation so that the affinity to certain metals is increased.
One of the most interesting points is the environmental compatibility of the ionic liquids. An important parameter for this is the leaching, whitch gives information about the loss of the organic phase into the aqueous solution during extraction.
In this study five newly synthesized ionic liquids were tested to determine the extraction efficiency towards five heavy metals.
The following ionic liquids were used: methyltrioctylammoium-3-hydroxy-2-naphthoate ([N1888][HNA]), methyltrioctylphosphonium-3-hydroxy-2-naphthoate ([P1888][HNA]), trihexyltetradecylphosphonium-3-hydroxy-2-naphtoat ([P66614][HNA]), methyltrioctyl-phosphoniumanthanylate ([P1888][ANT]) and methyltrioctylphosphoniumthiosalicylate ([P1888][TS]). Nickel(II), ruthenium(III), platinum(IV), mercury(II) and lead(II) were extracted from aqueous solutions. The measurements were done every hour for six hours and then after 24 hours and the the change of pH values was observed additionally.
Quantitative analysis was achieved by total x-ray fluorescence spectroscopy (TXRF), graphite furnace (GF-AAS) and cold vapor atomic absorption spectroscopy (CV-AAS).
Leaching was measured after the extraction as total of dissolved organic carbon in the solution (DOC) by means of a TOC-analyzer.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
ionic liquids heavy metal extraction
Schlagwörter
(Deutsch)
ionische Flüssigkeiten Schwemetallextraktion
Autor*innen
Claudia Ellemunter
Haupttitel (Deutsch)
Schwermetallextraktion aus wässrigen Lösungen mit Hilfe von ionischen Flüssigkeiten auf Basis von 3-Hydroxy-2-naphthalincarbonsäure
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
65 Seiten : Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Franz Jirsa
Klassifikation
35 Chemie > 35.40 Anorganische Chemie: Allgemeines
AC Nummer
AC15245419
Utheses ID
46670
Studienkennzahl
UA | 190 | 445 | 423 |