Новости химической науки > Цвиттер-ионы для извлечения солей металлов

Исследователи из Великобритании разработали цвиттер-ионные салицилальдоксимные лиганды, позволяющие селективно извлекать из смесей ионы промышленно важных металлов.

Новый лиганд связывается и с катионом, и с анионом, входящими в состав соли металла, что позволяет увеличить эффективность процесса экстракции.

У транс-структуры, образованной бис-салицилальдоксимным комплексом меди(II) имеется три центра связывания. (Рисунок из Dalton Trans., 2010, DOI: 10.1039/b916877j)

Около 25% меди во всем мире регенерируют с помощью фенолоксимных экстрагентов, которые связываются только с катионом меди, но не с компенсирующими его заряд анионами. При переносе такими экстрагентами катионов меди из водного раствора в органическую фазу необходима стадия нейтрализации кислоты, вводящейся в водную фазу для компенсации заряда катиона меди. Эта стадия нейтрализации усложняет весь процесс экстракции в целом, понижая степень регенерации целевого металла.

Питер Таскер (Peter Tasker) из Университета Эдинбурга отмечает, что использование экстрагентов для концентрирования непосредственно солей исключает необходимость введения в систему кислоты и, таким образом, не требует изменения pH в процессе экстракции. Предложенная Таскером методика может найти применение в промышленных процессах извлечения наиболее важных для технологии металлов из промышленных отходов и руд с низким содержанием металла.

В группе Таскера получили диалкиламинометилзамещенные салицилальдоксимы, которые могут связывать и катион металла и уравновешивающий его анион за счет различных центров связывания цвиттер-ионной формы экстрагента, в результате чего образуется электронейтральная система. Таскер поясняет, что, в отличие от обычных оксимных реагентов, которые транспортируют лишь катионы металла, при функционировании нового экстрагента не происходит реакций ионного обмена; это способствует тому, что цвиттер-ионная форма экстрагента идеально подходит для водных растворов. Например, в результате взаимодействия нового экстрагента с солями меди(II) образуется тритопный (характеризующийся тремя центрами связывания) транс-бис-салицилальдоксимный комплекс Cu(II). Тритопность комплекса означает, что новый цвиттер-ионный экстрагент может транспортировать двухвалентные металлы сразу с двумя однозарядными анионами, что приводит к увеличению эффективности процесса экстракции.

Джонатан Стид (Jonathan Steed), специалист по супрамолекулярной химии из Университета Дарема, говоря о работе эдинбургских коллег, отмечает, что в группе Таскера для решения важных промышленных процессов были использованы основные принципы супрамолекулярной химии. Он добавляет, что истощение природных запасов технически важных металлов требует создания новых систем экстракции металлов из источников с их низким содержанием, приводящих к концентрированию извлекаемых металлов.

Таскер подчеркивает, что она из главных проблем, связанных с коммерческим применением новых реагентов заключается в достижении высокой селективности транспорта и катиона и аниона. Результаты новой работы показывают, что эту проблему может решить кооперативное связывание образующих соль ионов. Таскер надеется расширить подход на извлечение и концентрирование солей благородных металлов, лантаноидов и актиноидов.

Источник: Dalton Trans., 2010, DOI: 10.1039/b916877j

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #органическая химия, #химическая технология, #элементоорганическая химия