アルキルイミダゾールをドープした高分子封入膜のモデル溶液からの銀イオンと亜鉛イオンの分離と電池浸出後の分離への応用

Application of Polymer Inclusion Membranes Doped with Alkylimidazole to Separation of Silver and Zinc Ions from Model Solutions and after Battery Leaching.

• Elzbieta Radzyminska-Lenarcik
• Malgorzata Ulewicz
• Ilona Pyszka

抄録

高分子包接膜のような新しい材料は、水処理や排水処理に利用することができる。本論文では、高分子支持体としてトリアセテートセルロース、可塑剤として-ニトロフェニルペンチルエーテル、イオンキャリアとして1-ヘキシルイミダゾールまたは1-ヘキシル-2-メチルイミダゾールからなる高分子包接膜を用いて、硝酸溶液からの銀(I)と亜鉛(II)イオンの選択的な輸送を研究した。Zn(II)とAg(I)のモデル溶液(C = 0.001M, pH = 6.5)と、銀-亜鉛電池を用いた使用済み電池(酸化銀電池)の浸出後の溶液を試験した。その結果、Zn(II)イオンはいずれかのキャリアを含むPIMを介して効果的に輸送されるのに対し、Ag(I)は()をドープしたPIMを介してより容易に輸送されることが示された。24時間輸送後の浸出液の場合、()をドープしたPIMではAg(I)及びZn(II)の回収係数はそれぞれ86％及び90％であり、()をドープしたPIMではそれぞれ47％及び94％であった。また、キャリア分子の塩基性と構造が輸送速度に与える影響についても議論した。また、原子間力顕微鏡(AFM)法を用いてPIMの特性を調べた。

New materials, such as polymer inclusion membranes, can be used for water and wastewater treatment. In this paper, the selective transport of silver(I) and zinc(II) ions from nitrate solutions through the polymer inclusion membranes (PIMs), which consist of cellulose triacetate as a polymeric support, -nitrophenyl pentyl ether as a plasticizer, and either 1-hexylimidazole () or 1-hexyl-2-methylimidazole () as an ion carrier, is studied. Both Zn(II) and Ag(I) model solutions (C = 0.001 M, pH = 6.5), as well as the solutions after the leaching of a spent battery with a silver-zinc cell (silver-oxide battery), are tested. The results show that Zn(II) ions are effectively transported through PIMs containing either carrier, whereas Ag(I) is more easily transported through PIMs doped with (). In the case of the leaching solution after 24 h transport, the recovery coefficients of Ag(I) and Zn(II) for PIMs doped with () are 86% and 90%, respectively, and for PIMs doped with (), 47% and 94%, respectively. The influence of basicity and structure of carrier molecules on transport kinetics is discussed as well. PIMs are characterized by using an atomic force microscopy (AFM) technique.