Спосіб сорбційного вилучення платини(іі) та платини(iv)

Реферат: Винахід належить до галузі аналітичної хімії, зокрема до сорбційних методів вилучення платинових металів. Вилучення платини(II) та/або платини(IV) здійснюють модифікованим сорбентом з хлоридного розчину. Як сорбент використовують силікагель, модифікований тетрадециламонію нітратом. Вилучення здійснюють при рН 0,5-4,0 відповідно з 0,1 М розчину NaCl. Застосування способу порівняно з аналогом дає можливість збільшити ефективність вилучення платини, скоротивши час вилучення, зокрема для платини(IV) у 4 рази. UA 103842 C2 (12) UA 103842 C2 UA 103842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований спосіб належить до аналітичної хімії, зокрема до сорбційних методів вилучення платинових металів і може бути використаний для вилучення платини(II) та (або) платини(IV) з метою подальшого визначення спектроскопічними методами у платиновмісних лікарських препаратах, біологічних рідинах, відходах ювелірної промисловості, відпрацьованих електролітах, каталізаторах. В цій галузі прийнято використовувати такі терміни і скорочення: СГ - силікагель. ТДАН - тетрадециламонію нітрат. ТДАН-СГ - силікагель, модифікований ТДАН. Відомий спосіб для концентрування платинових металів у формі хлорокомплексів волокнистими сорбентами на основі привитих співполімерів целюлози та полікапроаміду, що містять полігліцидилметакрилат з групами поліетиленполіаміну та 3(5)-метилпхразолами [1]. Основним недоліком вказаного способу вилучення платинових металів є довготривалість, що зумовлена повільною сорбцією. Кількісне вилучення платини на 94-96 % досягається через 1 годину після змішування компонентів. Відомий спосіб концентрування платини та паладію, який полягає у вилученні платини з хлоридних розчинів імідазолвмісними смолами [2]. Основним недоліком цього способу є довготривалість і трудомісткість процедури підготовки сорбенту та неповне вилучення платини з розчину. Спосіб включає попередній синтез вінілбензил хлорид-дивілбензену з наступною обробкою його натрію діетилмалонатом та 3-амінопропілімідазолом. Реакція відбувається впродовж 17 год. Далі сорбент нагрівають до 150 °C та витримують при такій температурі впродовж 20 год. Вилучення платини проводять не менше, ніж 6 годин з ступенем вилучення 40 %. Найбільш близьким до запропонованого способу є концентрування платини сорбентом ПОЛІОРГС-XXVII (поліконденсат з групами бензімідазолу та меламіну). Спосіб полягає у вилученні платини(IV) у формі хлоридного комплексу з 1 М розчину соляної кислоти сорбентом ПОЛІОРГС-XXVII впродовж 1 год. Основним недоліком вказаного способу є те, що при перемішуванні компонентів впродовж 1 год. платина вилучається лише на 87 % [3]. В основу винаходу поставлена задача підвищити ступінь вилучення платини(II) та платини(IV) у формі її ацидокомплексів та зменшити тривалість вилучення металу з розбавлених розчинів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі концентрування та вилучення платини з кислих розчинів, як сорбент використовується силікагель, модифікований тетрадециламонію нітратом (ТДАН-СГ). Застосування силікагелю, модифікованого тетрадециламонію нітратом, для вилучення платини(II) і платини(IV), у літературі не відомо, що дозволяє вважати запропонований спосіб таким, що відповідає критеріям „новизна" та „винахідницький рівень". Винахід ілюструється наступними прикладами, які не обмежують обсяг правової охорони. Винахід описується наступними прикладами. Приклад 1. Вилучення платини(ІІ) (платини(IV)) з розбавлених розчинів. 3 В стакани ємністю 25,0-250,0 мл вводять 0,01-1,3 мл 1·10- моль/л стандартного розчину платини(II) або платини(IV), доводять рН до 2,0 або 3,0 відповідно 0,1 моль/л розчином NaOH чи 0,1 моль/л розчином НСl, додають 1,0-20,0 мл 1,0 моль/л розчину натрію хлориду та бідистильовану воду до загального об'єму 10-200 мл, перемішують магнітною мішалкою впродовж 3 або 15 хв. відповідно з 0,05-0,10 г ТДАН-СГ (аТДАН-СГ=25 мкмоль/г). Сорбент відділяють центрифугуванням, висушують на повітрі. Ступінь вилучення платини(IV) визначають спектрофотометрично за власним поглинанням при 262 нм як описано в [4], а платини(II) - вимірюванням рівноважної концентрації спектрофотометрично за поглинанням при 545 нм комплексної сполуки з 5-(4-диметиламінобензиліден)-роданіном як описано в [5]. Приклади 2-4 Обґрунтування оптимального рН розчину. В стакани ємністю 25 мл вводять всі розчини, як описано в прикладі 1, крім розчину 0,1 М соляної кислоти, який додають в такій кількості, щоб отримати рН розчину 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0. Далі проводять всі операції, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в таблиці 1. Видно, що платина (II) вилучається на 99 % при рН2,0, а платини(IV)3,0. 1 UA 103842 C2 Таблиця 1 Ступінь вилучення платини(II) та платини(IV) залежно від рН розчину Приклад № 2 3 1 1 4 5 Ступінь вилучення, % Pt(ІІ) Pt(IV) 95 97 99 99 99 Кислотність розчину, рН 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 92 93 97 99 99 Приклади 5-11 Вибір оптимального часу сорбції платини(II) і платини(IV). 5 В стакани ємністю 25,0 мл вносять 1·10- моль/л платини (II) або платини (IV) і всі розчини, як описано в прикладі 1, перемішують з 0,1 г силікагелю, модифікованого ТДАН впродовж 1, 2, 3, 5, 8, 10, 15, 20 хв. Далі всі операції проводять, як описано в прикладі 1. Результати наведено в таблиці 2. Видно, що оптимальним для вилучення платини(II) є час 3 хв., та; 15 хв. для платини(IV). 10 Таблиця 2 Ступінь вилучення платини(II) та платини(IV) залежно від часу контакту фаз Приклад № 5 6 7 8 9 10 11 15 20 25 30 Час контакту розчину Pt з Ступінь вилучення, % сорбентом, хв. Pt(ІІ) 1 97 2 98 3 99 5 99 8 99 10 99 15 99 Pt(IV) 89 90 91 93 95 98 99 Приклад 12. Вибір оптимального співвідношення об'єму розчину платини(II) та платини(IV) до маси ТДАН-СГ. В стакани ємністю 25,0-250,0 мл вводять всі розчини, як описано в прикладі 1. Вилучення 5 5·10- моль/л платини(II) та платини(IV) проводили з загального об'єму 25, 50, 100, 200 мл. Далі всі операції проводять, як описано в прикладі 1. Оптимальним є співвідношення об'єму розчину до маси сорбента 500 мл/г (при об'ємі проби 50 мл та масі сорбента 0,1 г) для платини(II) та 1000 мл/г (при об'ємі проби 50 мл та масі сорбента 0,05 г) для платини(IV). Коефіцієнт концентрування при цьому становить 10±2 л/г. Використання способу, що заявляється, дає змогу кількісно вилучати платину(II) та платину(IV) у формі її ацидокомплексів з розбавлених розчинів при рН2,0 для платини(II) та рН3,0 для платини(IV) (ступінь вилучення складає 99 %, за прототипом - 87 %), з 0,1 моль/л розчину натрію хлориду, та дозволяє скоротити час сорбції для платини(II) у 20 разів та у випадку платини(IV) у 4 рази. Таким чином, запропонований спосіб може бути використаний для концентрування платини(II) та платини(IV) у формі їх ацидокомплексів силікагелем, модифікованим тетрадециламонію нітратом з метою подальшого визначення платини, зокрема спектроскопічними методами безпосередньо у фазі сорбату або після десорбції з поверхні. Джерела інформації: 1. Н.И. Щербинина, Г.В. Мясоедова, Е.Б. С.С. Колобок, Т.В. Дружинина, А.С. Александрийский, Л.А. Назарьина // ЖАХ - 1995. -Т. 50., № 7. С. 795-798. 2. A. Parodi, Т. Vincent, M. Pilsniak, A.W. Trochimczuk, E. Guibal // Hydrometallurgy-2008. -V.92. PP 1-10. 2 UA 103842 C2 5 3. Е.Б. Ставнивенко, И.В. Кубракова, Н.И. Щербинина, Г.В. Мясоедова, Н.М. Кузьмин // ЖАХ - 1995. - Т. 50., № 12. С. 1243-1246. 4. М. Georgieva, В. Andonovski. // Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2003. Vol. 375. № 6. P. 836-839. 5. Frances E. Piercy, D.E. Ryan. // Canadian J. of Chemistry. 1963. Vol. 41. P. 667-670. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Спосіб сорбційного вилучення платини(II) та/або платини(IV) модифікованим сорбентом з хлоридного розчину, який відрізняється тим, що як сорбент використовують силікагель, модифікований тетрадециламонію нітратом, а вилучення здійснюють при рН 0,5-4,0 відповідно з 0,1 М розчину NaCl. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3