Processing may take a few seconds...

Dissertation

Title

Wydzielanie cynku(II) z roztworów chlorkowych metodami ekstrakcyjnymi i membranowymi

Authors

[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student

Promoter

[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ E ] pensioner

Reviewers

Title variant

EN Removal of Zn(II) from chloride solutions with extraction methods and membrane

Language

polish

Keywords
PL
  • ekstrakcja cynku(II)
  • polimerowe membrany inkluzyjne
  • czwartorzędowe sole
EN
  • Zinc(II)extraction
  • polymer inclusion membranes
  • quaternary salts
Abstract

PL Celem badań przedstawionych w pracy jest wydzielanie jonów cynku(II) z roztworów chlorkowych za pomocą ekstrakcji ciecz-ciecz oraz w układzie polimerowych membran inkluzyjnych z wykorzystaniem związków należących do grupy czwartorzędowych soli organicznych, tak zwanych cieczy jonowych. W pierwszym etapie prac badawczych na drodze reakcji wymiany jonowej z chlorków czwartorzędowych metylotrioktyloamoniowy, triheksylo(tetradecylo)-fosfoniowym oraz 1-butylo-3-metyloimidazoliowym, otrzymano 18 związków, które zindentyfikowano na drodze analizy spektroskopowej wykonano widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego. Drugim etapem pracy było przebadanie otrzymanych związków pod kątem zdolności ekstrakcyjnych cynku(II). Przeprowadzono szereg badań ekstrakcji ciecz-ciecz z wykorzystaniem otrzymanych związków, określono procent ekstrakcji oraz czas po którym ustala się stan równowagi. Wyznaczono izotermy ekstrakcji i wybrano odpowiednią fazę reekstrakcyjną. Jako najlepszy układ badawczy wybrano roztwór fazy organicznej zawierającej jako ekstrahent chlorek triheksylo(tetradecylo)fosfoniowy i jako fazę reekstrakcyjną – 1 M roztwór kwasu siarkowego(VI). Wybór ten został podyktowany względami ekonomicznymi oraz możliwością późniejszego wydzielenia metalicznego cynku na drodze elektrolizy. W trzecim etapie badań wykorzystano układ polimerowych membran inkluzyjnych PIM do badań transportu Zn(II), ze względu na możliwość przeprowadzenia ekstrakcji i reekstrakcji jednocześnie i bez konieczności stosowania roztworów organicznych. Zastosowano membrany z matrycą z trioctanu celulozy lub poli(chlorku winylu) oraz różne plastyfikatory (eter o-nitrofenylooktylowy, ftalan dibutylu, ftalan dioktylu). Określono optymalny skład membrany do prowadzenia procesu transportu cynku(II): CTA – 27%, ONPOE – 52%, PQCl – 21%. Wyznaczono podstawowe parametry badanych membran (grubość, strumień początkowy Zn(II), współczynnik przepuszczalności oraz współczynnik odzysku Zn(II)). Zbadano również zdolność transportu Fe(II) i Fe(III) i podjęto próbę rozdziału mieszaniny Zn(II) i Fe(III). Uzyskano zadawalające wyniki rozdziału. Wartości parametrów transportu żelaza(III) są o rząd wielkości większe w porównaniu do cynku(II), co pozwala na częściowe oddzielenie jonów żelaza z mieszaniny.

EN The aim of the research is removal of Zn(II) ions from chloride solutions with the aid of liquid-liquid extraction and polymer inclusion membranes, using ionic liquids. First 18 salts, including methyltrioctylammonium, trihexyl(tetradecyl)phosphonium and 1-butyl-3-methylimidazolium were obtained through ion exchange reaction. The products were identified by NMR spectroscopy. In the next stage the prepared compounds were examined in terms of Zn(II) extractive abilities. Liquid-liquid extraction with the aid of the obtained compounds was carried out. The percentage extraction and period of time after equilibrium state is established were determined. Extraction isotherms were established and appropriate stripping phase was chosen. Taking the economical issues and further possibility to separation of metalic zinc via electrolysis process into account, trihexyl(tetradecyl)phosphonium chloride as an extractant and 1 M sulfuric acid as stripping phase were found to be the optimal mixture. Finally, the polymer inclusion membranes system was applied for Zn(II) transport. Membranes with cellulose triacetate (CTA) or poly(vinyl chlroide) (PVC) as a matrix and different plasticizers (2-nitrophenyloctyl ether, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate) were used. Optimal membrane composition for Zn(II) transport was as follows: CTA – 27%, ONPOE – 52%, PQCl – 21%. Basic parameters of the studied membranes (thickness, initial flux of Zn(II), permeability coefficient and recovery factor of Zn(II)) were determined. Transport of Fe(II) and Fe(III) was also studied and an attempt to separate a mixture of Fe(II) and Fe(III) was made. Satisfactory results of separation were obtained. Parameter values of Fe(III) transport are higher about order of magnitude in comparison to Zn (II), which allows to separate partially Fe ions from the mixture.

Number of pages

187

OECD domain

other engineering sciences and technologies

KBN discipline

chemical technology

Signature of printed version

DrOIN 1754

On-line catalog

to201780563

Full text of dissertation

Download file

Access level to full text

public

First review

Jerzy Gęga

Place

Częstochowa, Polska

Date

31.08.2016

Language

polish

Review text

Download file

Access level to review text

public

Second review

Władysław Walkowiak

Place

Wrocław, Polska

Date

10.08.2016

Language

polish

Review text

Download file

Access level to review text

public

Dissertation status

dissertation

Place of defense

Poznań, Polska

Date of defense

06.12.2016

Unit granting title

Rada Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej

Obtained title

doktor nauk chemicznych w dyscyplinie: technologia chemiczna