Экстракция платины из водных растворов с применением тетраалкиламмония дицианамидов

Ионные жидкости (ИЖ) на основе катионов тетрагексил-, тетрагептил- и тетраоктиламмония и дицианамидного аниона синтезированы путем взаимодействия бромидов аммония с солями дицианамида. Чистота полученных ИЖ (>98 %) подтверждена методами атомно-абсорбционной спектроскопии и ионной хроматографии. Изучено влияние таких факторов, как кислотность раствора, температура и длительность экстракции, соотношение объемов водной и органической фаз на извлечение ионов платины, найдены оптимальные условия экстракции. Установлено, что ионные жидкости с более длинными алкильными цепями эффективнее извлекают платиновые комплексы из водной фазы за счет сильнее выраженных гидрофобных свойств. Спектроскопический анализ экстрагированных систем позволил установить, что механизм извлечения платины связан с образованием устойчивых ионных пар между галогенокомплексом металла и катионом тетраалкиламмония. Это взаимодействие вызывает гипсохромный сдвиг в спектрах поглощения (λ_max = 261 нм), подтверждая природу образовавшихся соединений. Исследованные ИЖ продемонстрировали устойчивость и низкую растворимость в водной фазе, что делает их надежными экстрагентами. Применение предложенного метода может быть полезно для переработки вторичных источников платины, очистки промышленных сточных вод и минимизации загрязнения окружающей среды.

1. Adigun B., Thapaliya B. P., Luo H., Dai S. Ionic liquid-based extraction of metal ions via polymer inclusion membranes: a critical review / RSC Sustainability. 2024. Vol. 2. P. 2768 – 2780. DOI: 10.1039/D4SU00297K

2. Yudaev P. A., Chistyakov E. M. Ionic liquids as components of systems for metal extraction / Chem. Eng. 2022. Vol. 6. No. 1. P. 6. DOI: 10.3390/chemengineering6010006

3. Firmansyah L., Yoshida W., Hanada T., Goto M. Application of ionic liquids in solvent extraction of platinum group metals / Solvent Extr. Res. Dev., Jpn. 2020. Vol. 27. No. 1. P. 1 – 24. DOI: 10.15261/serdj.27.1

4. Alguacil F. J., Robla J. I., Largo O. R. Recent uses of ionic liquids in the recovery and utilization of rare earth elements / Minerals. 2024. Vol. 14. No. 7. 734. DOI: 10.3390/min14070734

5. Lanaridi O., Platzer S., Nischkauer W., et al. A combined deep eutectic solvent-ionic liquid process for the extraction and separation of platinum group metals (Pt, Pd, Rh) / Molecules. 2021. Vol. 26. No. 23. 7204. DOI: 10.3390/molecules26237204

6. Nguyen V. T., Lee J.-C., Kumar V. Selective extraction and separation of platinum group metals from chloride media using phosphonium based ionic liquid / Proc. of the 2nd Int. Conf. on Past and Present Research Systems of Green Chemistry. Orlando, USA, 2015. Vol. 4. No. 2. 99.

7. Chidunchi I., Kulikov M., Safarov R. Z., Kopishev E. E. Extraction of platinum group metals from catalytic converters / Heliyon. 2024. Vol. 10. No. 3. e25283. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e25283

8. Kumar J., Lee H.-I., Lee J.-Y., Kim J.-S. Comparison of liquid-liquid extraction studies on platinum(IV) from acidic solutions using bis(2,4,4-trimethylpentyl) monothiophosphinic acid / Sep. Purif. Technol. 2008. Vol. 63. No. 1. P. 184 – 190. DOI: 10.1016/j.seppur.2008.04.014

9. Tian G., Liu H. Review on the mineral processing in ionic liquids and deep eutectic solvents / Miner. Process. Extr. Metall. 2022. Vol. 45. No. 2. P. 130 – 153. DOI: 10.1080/08827508.2022.2123322

10. Kumar J. R., Choi I.-H., Lee J.-Y. Precious metals extraction processing in chloride media by using ionic liquids as novel extractant systems / Korean Chem. Eng. Res. 2017. Vol. 55. No. 4. P. 503 – 509. DOI: 10.9713/kcer.2017.55.4.503

11. Dietz M. L., Hawkins C. A. Metal ion extraction with ionic liquids / C. F. Poole (ed.). Liquid-Phase Extraction. — Elsevier Inc., 2020. P. 539 – 564. DOI: 10.1016/B978-0-12-816911-7.00018-9

12. Ilyas S., Kim H., Srivastava R. R. Separation of platinum group metals from model chloride solution using phosphonium-based ionic liquid / Sep. Purif. Technol. 2022. Vol. 278. 119577. DOI: 10.1016/j.seppur.2021.119577

13. Grilli M. L., Slobozeanu A. E., Larosa C., Paneva D. Platinum group metals: green recovery from spent auto-catalysts and reuse in new catalysts — a review / Crystals. 2023. Vol. 13. No. 4. 550. DOI: 10.3390/cryst13040550

14. Mokhodoeva O. Alternative extraction systems for precious metals recovery: aqueous biphasic systems, ionic liquids, deep eutectic solvents / Chopra S., Vijayaram T., eds. Extraction Metallurgy. New Perspectives. — IntechOpen, 2023. DOI: 10.5772/intechopen.113354

15. Chen M., Li S., Jin C., et al. Selective recovery of platinum by combining a novel reusable ionic liquid with electrodeposition / Sep. Purif. Technol. 2021. Vol. 259. 118204. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.118204

16. Rudik I. S., Katasonova O. N., Mokhodoeva O. B., et al. Separation of Pt (IV), Pd (II) and Rh (III) by multistage extraction from chloride solutions using nitrogen-containing extractants / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2019. Vol. 85. No. 4. P. 5 – 10 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-4-5-10

17. Lanaridi O., Platzer S., Nischkauer W., et al. Benign recovery of platinum group metals from spent automotive catalysts using choline-based deep eutectic solvents / Green Chem. Lett. Rev. 2022. Vol. 15. No. 2. P. 404 – 414. DOI: 10.1080/17518253.2022.2068973

18. Abo Atia T., Wouters W., Monforte G., Spooren J. Microwave chloride leaching of valuable elements from spent automotive catalysts: understanding the role of hydrogen peroxide / Resour. Conserv. Recycl. 2021. Vol. 166. 105349. DOI: 10.1016/j.resconrec.2020.105349

19. Dalnova O. A., Shiryaeva O. A., Karpov Yu. A., et al. Sorption-atomic absorption determination of platinum, palladium and rhodium in spent autocatalysts / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2009. Vol. 75. No. 8. P. 18 – 22 [in Russian].

20. Ilyas S., Kim H., Srivastava R. R. Extraction equilibria of cerium(IV) with Cyanex 923 followed by precipitation kinetics of cerium(III) oxalate from sulfate solution / Sep. Purif. Technol. 2021. Vol. 254. 117634. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.117634