مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

سنتز و بررسی کاربرد مایع یونی مغناطیسی تری هگزیل تترا دسیل فسفونیوم تترا کلرو منگنات جهت میکرواستخراج اورانیم با کمک امواج فراصوت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ابوذر اسحاقی 1
احسان ذوالفنون 2
علی غلامی 1

1 گروه شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، صندوق پستی: 51167-87317، کاشان - ایران

2 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران- ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1475
چکیده
کاربرد مایعات یونی مغناطیسی به عنوان حلال در فرایند استخراج در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. برای تهیه این ترکیبات و با هدف به وجود آمدن خاصیت مغناصیسی، فلزات واسطه پارامغناطیس در ساختار مایع یونی مورد نظر وارد می‌شوند. در این تحقیق یک روش سریع بر اساس مایعات یونی مغناطیسی برای استخراج اورانیم از محلول‌های آبی توسعه داده شد. برای این منظور ابتدا مایع یونی مغناطیسی تری هگزیل تترا دسیل فسفونیوم تترا کلرو منگنات (]-42[MnCl2]+14، 6، 6، 6[P سنتز و در ادامه از امواج فراصوت به عنوان عامل پخش‌کننده حلال در فاز آبی استفاده شد. پس از انجام استخراج، مایع یونی با استفاده از یک آهن‌ربای میله‌ای جمع‌آوری شده و پس از استخراج برگشتی غلظت اورانیم اندازه‌گیری گردید. اثر پارامترهای مختلف مانند pH محلول، غلظت لیگاند، زمان استخراج، غلظت نمک و غیره بر روی بازده‌ی استخراج اورانیم مورد بررسی قرار گرفتند. کارایی این روش بر روی نمونه‌های حقیقی آب دریا، آب چشمه، آب رودخانه و آب چاه مورد بررسی قرار گرفت و درصد بازیابی بالای 95 درصد به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان دادند که از این روش به طور موفقیت‌آمیز می‌توان جهت استخراج اورانیم از نمونه‌های آبی حقیقی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

اورانیم
میکرواستخراج
مایع‌یونی‌مغناطیسی
امواج فراصوت

عنوان مقاله English

Synthesis and application of the magnetic ionic liquid trihexyltetradecylphosphonium tetrachloromanganate for the ultrasound-assisted microextraction of uranium

نویسندگان English

A. Eshaghi 1
E. Zolfonoun 2
A. Gholami 1
1 Analytical Chemistry Department, Faculty of Chemistry, University of Kashan, P.O.BOX: 87317-51167, Kashan - Iran
2 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box:11365-8486, Tehran-Iran
چکیده English

Magnetic ionic liquids (MILs) have received increasing attention as solvent systems in various extraction techniques. The MILs are obtained by incorporating high-spin transition metals within the ionic liquids. In this study, a rapid and straightforward approach based on MILs as the extraction phase was developed to extract and separate uranium from water samples. The hydrophobic MILs trihexyltetradecylphosphonium tetrachloromanganate ([P6,6,6,14+]2[MnCl42−]) was prepared and employed as extraction solvent. The MILs were dispersed into the aqueous sample solution as fine droplets by ultrasonication, and then a rod magnet was used to collect the MIL microdroplets from the aqueous solution. The effect of different experimental parameters such as pH, the complexing agent, the concentration of salt, and sonication time on uranium extraction efficiency were studied and discussed. The practical applicability of the developed method was examined using natural water samples, and the recoveries for the spiked samples were greater than 95 %. The results indicated that the method could be successfully applied to extract and separate uranium from real water samples.

کلیدواژه‌ها English

Uranium
Microextraction
Magnetic ionic liquids
Ultrasound-assisted extraction
  1. 1. ISIRI 1053.
     
    2. WHO, Guidelines for Drinking-Water Quality, Vol. 1, 3rd ed. (2008).
     
    3. A. Bleise, P.R. Danesi, W. Burkart, Properties use and health effects of depleted uranium (DU): A general overview, J. Environ. Radio, 64, 93 (2003).
     
    4. A.N. Anthemidis, K.I.G. Ioannou, Recent developments in homogeneous and dispersive liquid–liquid extraction for inorganic elements determination, Talanta, 80, 413 (2009).
     
    5. C.I.C. Silvestre, et al, Liquid–liquid extraction in flow analysis: A critical review, Anal. Chim. Acta., 652, 54 (2009).
     
    6.   A. Zgoła-Grześkowiak, T. Grześkowiak, Dispersive liquid-liquid microextraction, TrAC Trends Anal. Chem., 30, 1382 (2011).
     
    7.   M. Rezaee, Y. Yamini, M. Faraji, Evolution of dispersive liquid–liquid microextraction method, J. Chromatogr., A 1217, 2342 (2010).
     
    8. J. Regueiro, et al, Ultrasound-assisted emulsification–microextraction of emergent contaminants and pesticides in environmental waters, J. Chromatogr., A 1190, 27 (2008).
     
    9.   E. Zolfonoun, S.R. Yousefi, On‑line ultrasound‑assisted dispersive micro‑solid phase extraction using graphitic carbon nitride microparticles combined with ICP‑OES for the preconcentration and determination of thorium, J. Radioanal. Nucl. Chem., 326, 273 (2020).
     
    10. K.D. Clark, et al, Magnetic ionic liquids in analytical chemistry: A review, Anal. Chim. Acta, 934, 9 (2016).
    1. M. Sajid, Magnetic ionic liquids in analytical sample preparation: A literature review, TrAC Trends Anal. Chem., 113, 210 (2019).
     
    12. T. Inagaki, T. Mochida, Metallocenium ionic liquids, Chem. Lett., 39, 572 (2010).
     
    13. S. Hayashi, H.O. Hamaguchi, Discovery of a magnetic ionic liquid [bmim] FeCl4, Chem. Lett., 33, 1590 (2004).
     
    14. E. Santos, J. Albob, A. Irabien, Magnetic ionic liquids: synthesis, properties and applications, RSC Adv., 4, 40008 (2014).
     
    15. Y. Jiang, C. Guo, H. Liu, Magnetically rotational reactor for absorbing benzene emissions by ionic liquids, China Part., 5, 130 (2007).
     
    16. J. Santos, et al, Synthesis and characterization of magnetic ionic liquids (MILs) for CO2 separation, J. Chem. Technol. Biotechnol., 89, 866 (2014).
     
    17. J. An, K.L. Rahn, J.L. Anderson, Headspace single drop microextraction versus dispersive liquid-liquid microextraction using magnetic ionic liquid extraction solvents, Talanta, 167, 268 (2017).
     
    18. J. Merib, et al, Magnetic ionic liquids as versatile extraction phases for the rapid determination of estrogens in human urine by dispersive liquid-liquid microextraction coupled with high-performance liquid chromatography-diode array detection, Anal. Bioanal. Chem., 410,  4689 (2018).

     

صفحه اصلی