Geri Dön

The interaction mechanisms of gold(III) with the metal extractant PADA in water/micelle media and applications to gold(III) extraction

Altın (III) ve metal ekstraktantı PADA'nın etkileşim mekanizmasının su ve miseller ortamda incelenmesi ve altın (III) ekstraksiyonunun uygulaması

PDF İndir

  1. Tez No: 744979
  2. Yazar: SABRİYE AYDINOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FERNANDO SECCO
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Universita di Pisa
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 143

Özet

Bu doktora tezi, sürfaktan bazlı teknolojiler kullanılarak sulu çözeltilerden altın ve altın/bakır ayrımının ekstraksiyonu ve geri kazanılması ve ilgili reaksiyonların termodinamik ve kinetik yönleri üzerine yapılan çalışmaların sonuçlarını bildirmektedir. Su matrislerinde miseller oluşturabilen iyonik yüzey aktif maddeler, metalleri yüksek verimle çıkarabilen bir sahte faz oluşturdukları için araştırılmıştır. Kullanılan yüzey aktif maddeler sodyum dodesilsülfat (SDS) ve dodesiltrimetilamonyum klorürdür (DTAC). Araştırma temel olarak üç bölüme ayrılabilir. Birinci bölümde (Bölüm 3), yüzey aktif maddenin eklenmesiyle indüklenen ortamın fiziko-kimyasal özelliklerindeki değişiklikler araştırılmaktadır. Aslında, misellerin mevcudiyeti ortamın pH'ında değişikliklere neden olabilir ve misel yüzeyinde nihai olarak meydana gelen reaksiyonların termodinamiği ve kinetiği şüphesiz etkilenecektir. Bu reaksiyonlar arasında, metalleri kompleksleştirebilen ve onları sulu ortamdan misel yüzeyine taşıyabilen ligandları içerenler, ekstraksiyon amaçları için özel önem taşır. Bu tür reaksiyonlar pH'a bağlıdır; bu nedenle, ilk çalışma, misel yüzeyindeki pH'ın sulu sözde fazınkinden ne kadar farklı olduğunu belirlemeye ve bunun bir sonucu olarak, misellerin eklenmesiyle indüklenen denge sabitlerinin kaymasını bulmaya odaklanmıştır. İkinci kısım, seçilen değerli metalin sudaki PADA'ya (piridin-2 azo-p-dimetilanilin) ​​bağlanmasının sırasıyla Bölüm 4, 5 ve 6'da açıklanan DTAC ve SDS'deki kinetik araştırmalarını içerir. PADA'nın altın(III) ile stabil kompleksler oluşturmasının yanı sıra, onu metallerin sudan misele taşınması için ideal bir taşıyıcı yapan mükemmel hidrofobik özelliklere sahip olduğu ve bu sayede metal ekstraksiyonunun mümkün olduğu bulunmuştur. SDS ile altın tetrakloroaurat ekstraksiyonunda olduğu gibi elektrostatik çekim artık çalışmaz veya ters yönde hareket eder. Kinetik çalışma, bağlanma reaksiyonunun mekanizmasının araştırılan farklı ortam koşulları altında çalışılmasını sağlar. Sonuçların analizi, başlangıç ​​reaktanı AuCl4−'nin farklı oksitlenmiş formlar (AuCl3OH−, AuCl2(OH)2−) ve düşük pH'da DTAC'de ayrıca aquoform AuCl3(H2O) vermek üzere hidrolize olduğunu göstermektedir. Bu türler reaktif türlerdir, oysa tetraklorokompleks, nispeten düşük pH değerlerinde su dışında PADA ile reaksiyona girmez. Çalışmanın üçüncü kısmı (Bölüm 7) seyreltik sulu çözeltilerden altının ekstraksiyonu ve geri kazanımı ve altın ve bakır karışımlarının bileşenlerinin ayrılması için yöntemler geliştirmeye ayrılmıştır. Bu yöntemler, bir yandan, metallerin misele doğrudan transferine ve ardından misel-metal agregasının sulu matristen ultrafiltrasyon ile ayrılmasına dayanır. Bu prosedür“Micellar Enhanced Ultra Filtration (MEUF)”olarak ifade edilir. Öte yandan, çözeltiye bir ligandın eklendiği bir yöntem (ekstraksiyon prosedürünün etkinliğini arttırmak veya sisteme seçicilik kazandırmak için) kullanılmıştır. Bu durumda ultrafiltrasyon tekniği,“Ligand Modifiye Micellar Enhanced Ultrafiltrasyon”(LM-MEUF) olarak ifade edilir. Bu çalışmada altın ve bakır karışımlarında bulunan elementlerin ayrılması için tasarlanan yöntemler, türlerden birinin elektrostatik çekimine ve diğerinin belirli bir misel tarafından itilmesine dayanmaktadır. Bu çalışmada, negatif yüklü tür AuCl4-, pozitif yüklü DTAC miselleri tarafından çekilirken, aynı anda Cu2+ itmesi gerçekleşir. Negatif yüklü SDS miselleri tarafından Cu2+ çekimine ve AuCl4-'ün itilmesine dayalı Au/Cu ayrımı da aynı prensibe dayanmaktadır. Bu tezde ele alınan sistemler aşağıdaki çalışmalara konu olmuştur: • Yüzey aktif madde varlığında ligand protonasyon dengesinin termodinamik çalışması. • Sulu ve misel fazlar arasındaki ligand bölümünün incelenmesi. • Sulu çözeltide ve misellerin varlığında metal/ligand etkileşiminin spektral gözlemleri. • Sulu çözeltide ve DTAC ve SDS misellerinin varlığında metal/ligand kompleksleşme mekanizmasının kinetik çalışmaları. • Ekstrakte edilen metali içeren misel psödo fazını sulu fazdan ayırmak için bir ultrafiltrasyon prosesinin geliştirilmesi, ve benzeri bir LM-MEUF ayırma işleminin ayarlanması. • Altın ve bakırın karışımlarından misel ultrafiltrasyon ile ayrılması. • Metal geri kazanımı amacıyla asit ve tuz ilavesi yoluyla metal ekstraksiyon çalışmaları olarak verilebilir.

Özet (Çeviri)

This PhD thesis reports the results of studies on extraction and recovery of gold and gold/copper separation from aqueous solutions using surfactant based technologies and on the thermodynamic and kinetic aspects of the reactions involved. Ionic surfactants able to form micelles in water matrices have been investigated, as they form a pseudo-phase which can be able to extract metals with high efficiency. The surfactants employed are sodium dodecylsulfate (SDS) and dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC). The research can be essentially divided in three parts. In the first part (Chapter 3) the changes of the physico-chemical properties of the medium induced by the addition of the surfactant are investigated. Actually, the presence of micelles can induce changes of the medium pH, and the thermodynamics and kinetics of reactions eventually occurring on the micelle surface will be undoubtedly affected. Among these reactions, those involving ligands able to complex metals and carry them from the aqueous medium to the micelle surface are of special relevance for extraction purposes. Such reactions are pH dependent; hence, the first study has been focused to establish how much the pH on the micelle surface differs from that of the aqueous pseudo-phase and, as a consequence, to find out the shift of equilibrium constants induced by addition of micelles. The second part includes kinetic investigations of the binding of the selected precious metal to PADA (pyridine- 2 azo-p–dimethylaniline) in water, in DTAC and in SDS which are described in Chapters 4, 5, and 6 respectively. It has been found that PADA, besides forming stable complexes with gold(III), is endowed with excellent hydrophobic properties which make it an ideal carrier for the transport of the metals from water to micelle, making it possible metal extraction also in cases where the electrostatic attraction does not work anymore or acts in the contrary direction, as in the case of gold tetrachloroaurate extraction by SDS. The kinetic study enables the mechanism of the binding reaction to be worked out under the different investigated medium conditions. The analysis of the results shows that the starting reactant AuCl4− hydrolyzes to give differently oxydrilated forms (AuCl3OH−, AuCl2(OH)2−) and, in DTAC at low pH, also the aquoform AuCl3(H2O). These species are the reactive ones, whereas the tetrachlorocomplex apparently does not react with PADA, except that in water at relatively low pH values. The third part of the work (Chapter 7) has been devoted to developing methods for the extraction and recovery of gold from dilute aqueous solutions and for the separation of the components of mixtures of gold and copper. These methods are based, on one hand, on the direct transfer of the metals to the micelle and subsequent separation of the micelle-metal aggregate from the aqueous matrix by ultrafiltration. This procedure is denoted as“Micellar Enhanced Ultra Filtration (MEUF). On the other hand, a method where a ligand is added to the solution (to improve the efficiency of the extraction procedure or to impart selectivity to the system) has been employed. In this case the ultrafiltration technique is denoted as ”Ligand Modified Micellar Enhanced Ultrafiltration "(LM-MEUF). The methods devised in the present study for separation of the elements present in mixtures of gold and copper are based on the electrostatic attraction of one of the species and on repulsion of the other by a given micelle. In this work, the negatively charged species AuCl4- is attracted by the positively charged DTAC micelles while simultaneously the repulsion of Cu2+ does occur. On the same principle is based the Au/Cu separation based on Cu2+ attraction by negatively charged SDS micelles and repulsion of AuCl4-. The systems considered in this thesis have been subject to the following studies: • Thermodynamic study of the equilibria of ligand protonation in the presence of surfactant. • Study of the ligand partition between the aqueous and micellar phases. • Spectral observations of the metal/ligand interaction, in aqueous solution and in the presence of micelles. • Kinetic studies of the mechanism of metal/ligand complexation, in aqueous solution and in the presence of DTAC and SDS micelles. • Developing of an ultra-filtration process to separate the micellar pseudo phase, containing the extracted metal, from the aqueous phase, i. e setting a LM-MEUF separation process. • Separation of gold and copper from their mixtures by micellar ultrafiltration. • Study of the metal stripping by means of acids and salts addition for metal recovery purposes

Benzer Tezler

  1. Tez No

    43632

    Para piyasasında banka dışı mali kesimde finansal farklılaşma: Factoring, forfaiting, leasing ve özel finans kurumları

    Başlık çevirisi yok

    MÜGEHAN ACARASLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    BankacılıkMarmara Üniversitesi

    PROF.DR. NAZIM EKREN

  2. Tez No

    36923

    Döviz kurunu belirleyen faktörler ve kur riski

    Determination of foreign exchange rates and foreign exchange risk

    MEHMET COŞKUN ÖZAVNİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    BankacılıkMarmara Üniversitesi

    DR. SAADET TANTAN

  3. Tez No

    115827

    Dinamik manyetik rezonans görüntüleme ve ultrason kontrast ajanlı power doppler ultrasonografi ile meme lezyonlarında benign ve malign ayrımı

    Başlık çevirisi yok

    FAİK SUNGURLU

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    OnkolojiMarmara Üniversitesi

    Radyodiagnostik Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ERKİN ARIBAL

  4. Tez No

    595464

    Structure-based drug design studies for the discovery of novel carbonic anhydrase IX-selective inhibitors

    Karbonik anhidraz IX'a seçici yeni inhibitörlerin yapı bazlı bilgisayar destekli tasarımı

    VUSLAT ÖYKÜ SAYIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİNE YURTSEVER

    PROF. DR. SERDAR DURDAĞI

  5. Tez No

    877172

    Evaluation of the effects of green-synthesized gold nanoparticles on LPS-induced in vitro neuroinflammation

    Yeşil sentez yöntemi ile sentezlenen altın nanoparçacıklarının LPS ile indüklenen in vitro nöroinflamasyon üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi

    SHAHD JEHAD MAHMOUD AL-JAZARA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyomühendislikBahçeşehir Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. Dr. CANAN BAĞCI

Geri Dön