zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2018-84-3-05-13zldm-687Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISСОРБЦИОННО-АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАЛЛАДИЯ (II) В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДИТИООКСАМИДИРОВАННОГО ПОЛИСИЛОКСАНАSORPTION-ATOMIC-ABSORPTION DETERMINATION OF PALLADIUM (II) IN AQUEOUS SOLUTIONS USING DITHIOOXAMIDATED POLYSILOXANEХолмогороваА. С.KholmogorovaA. S.

г. Екатеринбург.

Yekateriburg.

kholmoghorovaa@mail.ruНеудачинаЛ. К.NeudachinaL. K.

г. Екатеринбург.

Yekateriburg.

ГалиеваЗ. Р.GalievaZ. R.

г. Екатеринбург.

Yekateriburg.

ШакироваЕ. А.ShakirovaE. A.

г. Екатеринбург.

Yekateriburg.

ПузыревИ. С.PuzyrevI. S.

г. Екатеринбург.

Yekateriburg.

igor.puzyrev@mail.ruУральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина.РоссияFirst President od Russia B. N. Yel’tsin Ural federal university.Russian FederationУральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина; Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук.РоссияFirst President od Russia B. N. Yel’tsin Ural federal university; I. Ya. Postovsky Institute of organic synthesis, Ural branch, Russian Academy of Sciences.Russian Federation201805042018843513Copyright © Холмогорова А.С., Неудачина Л.К., Галиева З.Р., Шакирова Е.А., Пузырев И.С., 20182018Холмогорова А.С., Неудачина Л.К., Галиева З.Р., Шакирова Е.А., Пузырев И.С.Kholmogorova A.S., Neudachina L.K., Galieva Z.R., Shakirova E.A., Puzyrev I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/687

Для извлечения палладия (II) из раствора на фоне сопутствующих компонентов предложен полисилоксан, модифицированный группами рубеановодородной кислоты (ДТОАП). Сорбент синтезирован впервые в Институте органического синтеза УрО РАН с использованием «золь-гель»-технологии. Сорбцию палладия (II) проводили в условиях конкурентного процесса в присутствии 9 возможных сопутствующих ионов металлов. В интервале pH от 1,0 до 4,0 палладий (II) в статических условиях количественно и селективно извлекается на ДТОАП из раствора, содержащего ионы переходных металлов, в том числе, платины (IV). Для полного извлечения палладия (II) в фазу сорбента необходимо 30 мин. Показано, что сорбция палладия (II) имеет обратимый характер, количественная десорбция иона металла с поверхности сорбента возможна с применением 1 %-го раствора тиомочевины в1 Мсоляной кислоте. При сорбции в динамических условиях достигнуто отделение палладия (II) от платины (IV) и сопутствующих ионов неблагородных металлов. Установлено, что ДТОАП количественно извлекает до 0,2 ммоль/г палладия (II). Разработана методика атомно-абсорбционного определения палладия (II) с предварительным концентрированием на модифицированном полисилоксане, которая апробирована при анализе модельных и промышленных растворов с высоким солевым фоном.

Polysiloxane modified with groups of rubeanic acid (dithiooxamidated polysiloxane (DTOAP)) is proposed for extraction of palladium (II) from the solution against the background of the accompanying components. Sorbent was synthesized for the first time at the Institute of Organic Synthesis (Ural Branch of the Russian Academy of Sciences) using «sol-gel» technique. Sorption of palladium (II) was carried out under competitive conditions with 9 possible accompanying metals ions present. Palladium (II) is quantitatively and selectively recovered under static conditions with DTOAP from a solution containing transition metal ions, including platinum (IV). It takes 30 minutes for complete extraction of palladium (II). Reversible character of palladium (II) sorption is shown. Quantitative desorption of metal ion from the sorbent surface is possible using a 1% solution of thiourea in 1 M hydrochloric acid. Sorption under dynamic conditions provides separation of palladium (II) from platinum (IV) and concomitant ions of base metals. DTOAP provides quantitative extraction of palladium (II) in an amount up to 0.2 mmol/g. The developed method of the atomic-absorption determination of palladium (II) with a preliminary concentration on a modified polysiloxane was tested in analysis of model and industrial solutions with a high saline background.

сорбцияпалладийполисилоксандитиооксамидзоль-гельатомно-абсорбционная спектрометрияsorptionpalladiumpolysiloxandithiooxamidesol-gelatomic absorption spectrometryРФФИ № 16-33-00292 мол_а.ReferencesДробот Д. В., Буслаева Т. М. Редкие и платиновые металлы в XX – XXI вв. / Росс. хим. журн. 2001. Т. 45. № 2. С. 46 – 55.Drobot D. V., Buslaeva T. M. Rare and platinum metals in the XX – XXI centuries / Ross. Khim. Zh. 2001. Vol. 45. N 2. P. 46 – 55 [in Russian]Jamieson E. R., Lippard S. J. Structure, recognition, and processing of cisplatin-DNA adducts / Chem. Rev. 1999. Vol. 99. N 9. P. 2467 – 2498.Jamieson E. R., Lippard S. J. Structure, recognition, and processing of cisplatin-DNA adducts / Chem. Rev. 1999. Vol. 99. N 9. P. 2467 – 2498.Золотов Ю. А., Цизин Г. И., Моросанова Е. И. и др. Сорбционное концентрирование микрокомпонентов для целей химического анализа / Успехи химии. 2005. Т. 74. № 1. С. 41 – 66.Zolotov Yu. A., Tsysin G. I., Morosanova E. I., et al. Sorption preconcentration of microcomponents for chemical analysis / Russian Chem. Rev. 2005. Vol. 74. N 1. P. 37 – 60.Wołowicz A., Hubicki Z. Carbon-based adsorber resin Lewatit AF 5 applicability in metal ion recovery / Microporous Mesoporous Mater. 2016. Vol. 224. P. 400 – 414.Wołowicz A., Hubicki Z. Carbon-based adsorber resin Lewatit AF 5 applicability in metal ion recovery / Microporous Mesoporous Mater. 2016. Vol. 224. P. 400 – 414.Еремина А. О., Головина В. В., Соболев А. А., Чесноков Н. В. Сорбционное извлечение палладия углеродными сорбентами из водных растворов / Журн. СФУ. Химия. 2015. Т. 8. № 4. С. 541 – 549.Eremina A. O., Golovina V. V., Sobolev A. A., Chesnokov N. V. Sorption of Palladium by Carbon Sorbents from Aqueous Solutions / Zh. SFU. Khim. 2015. Vol. 8. N 4. P. 541 – 549 [in Russian].Yi Q., Fan R., Xie F., et al. Recovery of palladium (II) from nitric acid medium using a natural resin prepared from persimmon dropped fruits residues / Taiwan Inst. Chem. E. 2016. Vol. 61. P. 299 – 305.Yi Q., Fan R., Xie F., et al. Recovery of palladium (II) from nitric acid medium using a natural resin prepared from persimmon dropped fruits residues / Taiwan Inst. Chem. E. 2016. Vol. 61. P. 299 – 305.Ebrahimzadeh H., Tavassoli N., Amini M. M., et al. Determination of very low levels of gold and palladium in wastewater and soil samples by atomic absorption after preconcentration on modified mcm-48 and mcm-41 silica / Talanta. 2010. Vol. 81. N 4 – 5. P. 1183 – 1188.Ebrahimzadeh H., Tavassoli N., Amini M. M., et al. Determination of very low levels of gold and palladium in wastewater and soil samples by atomic absorption after preconcentration on modified mcm-48 and mcm-41 silica / Talanta. 2010. Vol. 81. N 4 – 5. P. 1183 – 1188.Mladenova E., Dakova I., Karadjova I. Column solid phase extraction and determination of ultra-trace Au, Pd and Pt in environmental and geological samples / Microchem. J. 2012. Vol. 101. P. 59 – 64.Mladenova E., Dakova I., Karadjova I. Column solid phase extraction and determination of ultra-trace Au, Pd and Pt in environmental and geological samples / Microchem. J. 2012. Vol. 101. P. 59 – 64.Sharma R. K., Pandey A., Gulati S., et al. An optimized procedure for preconcentration, determination and on-line recovery of palladium using highly selective diphenyldiketone-monothiosemicarbazone modified silica / J. Hazard. Mater. 2012. Vol. 209 – 210. N 1. P. 285 – 292.Sharma R. K., Pandey A., Gulati S., et al. An optimized procedure for preconcentration, determination and on-line recovery of palladium using highly selective diphenyldiketone-monothiosemicarbazone modified silica / J. Hazard. Mater. 2012. Vol. 209 – 210. N 1. P. 285 – 292.Jamali M. R., Assadi Ya., Shemirani F., et al. Application of thiophene-2-carbaldehyde-modified mesoporous silica as a new sorbent for separation and preconcentration of palladium prior to inductively coupled plasma atomic emission spectrometric determination / Talanta. 2007. Vol. 71. N 4. P. 1524 – 1529.Jamali M. R., Assadi Ya., Shemirani F., et al. Application of thiophene-2-carbaldehyde-modified mesoporous silica as a new sorbent for separation and preconcentration of palladium prior to inductively coupled plasma atomic emission spectrometric determination / Talanta. 2007. Vol. 71. N 4. P. 1524 – 1529.Неудачина Л. К., Голуб А. Я., Горбунова Е. М. и др. Сорбционные материалы на основе модифицированных полисилоксанов / Неорг. матер. 2011. Т. 47. № 4. С. 492 – 498.Neudachina L. K., Golub A. Ya., Gorbunova E. M., et al. Sorbents based on modified polysiloxanes / Inorg. Mater. 2011. Vol. 47. N 4. P. 435 – 441.Неудачина Л. К., Голуб А. Я., Холмогорова А. С. Сорбционное извлечение палладия (II) модифицированными полисилоксанами / Журн. прикл. химии. 2014. Т. 87. № 7. С. 920 – 927.Neudachina L. K., Golub A. Ya., Kholmogorova A. S. Sorption extraction of palladium (II) with modified polysiloxane / Russian J. Appl. Chem. 2014. Vol. 87. N 7. P. 923 – 929.Bai F., Ye G., Chen G., et al. Highly selective recovery of palladium by a new silica-based adsorbent functionalized with macrocyclic ligand / Sep. Purif. Technol. 2013. Vol. 106. N 3. P. 38 – 46.Bai F., Ye G., Chen G., et al. Highly selective recovery of palladium by a new silica-based adsorbent functionalized with macrocyclic ligand / Sep. Purif. Technol. 2013. Vol. 106. N 3. P. 38 – 46.Sandell E. B., Onishi H. Photometric Determination of Traces of Metals: General Aspects. — NY: John Wiley & Sons Limited, 1978. — 1085 p.Sandell E. B., Onishi H. Photometric Determination of Traces of Metals: General Aspects. — NY: John Wiley & Sons Limited, 1978. — 1085 p.Chanda M., Rempel G. L. Attaching chelating ligands to polybenzimidazole via epoxidation to obtain metal selective sorbents / J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1989. Vol. 27. P. 3237 – 3250.Chanda M., Rempel G. L. Attaching chelating ligands to polybenzimidazole via epoxidation to obtain metal selective sorbents / J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1989. Vol. 27. P. 3237 – 3250.Kravchenko O. V., Yatsimirskii K. B., Belyakova L. A., et al. Complexing of Pd (II) and Pt (II) by dithiooxamide immobilized on SiO2 / Theor. Exp. Chem. 1998. Vol. 34. N 6. P. 338 – 342.Kravchenko O. V., Yatsimirskii K. B., Belyakova L. A., et al. Complexing of Pd (II) and Pt (II) by dithiooxamide immobilized on SiO2 / Theor. Exp. Chem. 1998. Vol. 34. N 6. P. 338 – 342.Schilling T., Schramel P., Michalke B., Knapp G. Separation of noble metal ions on silica with chemically bonded ligands / Microchim. Acta. 1994. Vol. 116. N 1. P. 83 – 90.Schilling T., Schramel P., Michalke B., Knapp G. Separation of noble metal ions on silica with chemically bonded ligands / Microchim. Acta. 1994. Vol. 116. N 1. P. 83 – 90.Guibal E., Von Offenberg Sweeney N., Vincent T., et al. Sulfur derivatives of chitosan for palladium sorption / React. Funct. Polym. 2002. Vol. 50. N 2. P. 149 – 163.Guibal E., Von Offenberg Sweeney N., Vincent T., et al. Sulfur derivatives of chitosan for palladium sorption / React. Funct. Polym. 2002. Vol. 50. N 2. P. 149 – 163.Пузырев И. С., Неудачина Л. К., Мехаев А. В. и др. Получение сорбционных материалов на основе дитиооксамидированного аминопропилполисилоксана / Журн. прикл. химии. 2014. Т. 87. № 6. С. 721 – 726.Puzyrev I. S., Kholmogorova A. S., Neudachina L. K., et al. Synthesis of sorption materials based on dithiooxamidate aminopropyl polysiloxane / Russian J. Appl. Chem. 2014. Vol. 87. N 6. P. 715 – 719.Холмогорова А. С., Неудачина Л. К., Пузырев И. С. и др. Сорбционное извлечение переходных металлов дитиооксамидированным полисилоксаном / Журн. прикл. химии. 2014. Т. 87. № 10. С. 1449 – 1456.Kholmogorova A. S., Neudachina L. K., Puzyrev I. S., et al. Sorption recovery of transition metals with dithiooxamidated polysiloxane / Russian J. Appl. Chem. 2014. Vol. 87. N 10. P. 1450 – 1455.Лещ И. Ю., Рубель И. Г. Некоторые данные по термодинамике соединений платиновых металлов / Труды института «Гипроникель». 1964. № 19. С. 26 – 49.Leshch I. Yu., Rubel’ I. G. Some data on the thermodynamics of compounds of platinum metals / Tr. Inst. «Gipronikel’». 1964. N 19. P. 26 – 49 [in Russian].Onyango M. S., Kojima Y., Aoyi O. Adsorption equilibrium modeling and solution chemistry dependence of fluoride removal from water by trivalent-cation-exchanged zeolite F-9 / J. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 279. N 2. Р. 341 – 350.Onyango M. S., Kojima Y., Aoyi O. Adsorption equilibrium modeling and solution chemistry dependence of fluoride removal from water by trivalent-cation-exchanged zeolite F-9 / J. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 279. N 2. P. 341 – 350.Tokalıoğlua Ş., Oymakb T., Kartala Ş. Determination of palladium in various samples by atomic absorption spectrometry after preconcentration with dimethylglyoxime on silica gel / Anal. Chim. Acta. 2004. Vol. 511. N 2. P. 255 – 260.Tokalıoğlua Ş., Oymakb T., Kartala Ş. Determination of palladium in various samples by atomic absorption spectrometry after preconcentration with dimethylglyoxime on silica gel / Anal. Chim. Acta. 2004. Vol. 511. N 2. P. 255 – 260.Pu Q., Su Z., Hu Z., et al. 2-Mercaptobenzothiazolebonded silica gel as selective adsorbent for preconcentration of gold, platinum and palladium prior to their simultaneous inductively coupled plasma optical emission spectrometric determination / J. Anal. At. Spectrom. 1998. Vol. 13. N 4. P. 249 – 253.Pu Q., Su Z., Hu Z., et al. 2-Mercaptobenzothiazolebonded silica gel as selective adsorbent for preconcentration of gold, platinum and palladium prior to their simultaneous inductively coupled plasma optical emission spectrometric determination / J. Anal. At. Spectrom. 1998. Vol. 13. N 4. P. 249 – 253.Liu P., Pu Q. S., Sun Q. Y., Su Z. X. Synthesis of rhodanine-bonded silica gel and its application in the preconcentration and separation of noble metals / Fresenius J. Anal. Chem. 2000. Vol. 366. N 8. P. 816 – 820.Liu P., Pu Q. S., Sun Q. Y., Su Z. X. Synthesis of rhodanine-bonded silica gel and its application in the preconcentration and separation of noble metals / Fresenius J. Anal. Chem. 2000. Vol. 366. N 8. P. 816 – 820.Mehrani K., Mehrani A., Amini M., et al. Dipyridylamine-modified nanoporous silicas as new sorbents for the separation and pre-concentration of palladium / Microchim. Acta. 2011. Vol. 173. N 1. P. 521 – 527.Mehrani K., Mehrani A., Amini M.,, et al. Dipyridylamine-modified nanoporous silicas as new sorbents for the separation and pre-concentration of palladium / Microchim. Acta. 2011. Vol. 173. N 1. P. 521 – 527.Liu P., Pu Q., Su Z. On-line preconcentration and separation of platinum using thiourea modified silica gel with microwave assisted desorption for FAAS determination / Analyst. 2000. Vol. 125. N 6. P. 1205 – 1209.Liu P., Pu Q., Su Z. On-line preconcentration and separation of platinum using thiourea modified silica gel with microwave assisted desorption for FAAS determination / Analyst. 2000. Vol. 125. N 6. P. 1205 – 1209.Liu P., Pu Q., Su Z. Synthesis of silica gel immobilized thiourea and its application to the on-line preconcentration and separation of silver, gold and palladium / Analyst. 1999. Vol. 125. N 1. P. 147 – 150.Liu P., Pu Q., Su Z. Synthesis of silica gel immobilized thiourea and its application to the on-line preconcentration and separation of silver, gold and palladium / Analyst. 1999. Vol. 125. N 1. P. 147 – 150.Пат. RU 2625205 C1, МПК C22B 11/00, C22B 3/24. Способ извлечения палладия с помощью полисилоксана / Холмогорова А. С., Неудачина Л. К. N 2016110278; заявл. 21.03.2016; опубл. 12.07.2017. Бюл. N 20.Patent RU 2625205 C1. Sorption extraction of palladium with polysiloxane / Kholmogorova A. S., Neudachina L. K. N 2016110278, publ. 12.07.2017 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.