Title (eng)
Radionuclide extraction by ionic liquids
Parallel title (deu)
Radionuklide Extraktion durch ionische Flüssigkeiten
Author
Marzieh Habibi
Advisor
Gabriele Wallner
Assessor
Gabriele Wallner
Abstract (deu)
Die Entfernung von radioaktivem Material aus Trinkwasser und Abwässern stellt ein großes Problem dar, da Radionuklide sehr gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit der Menschen sein können. Neu entwickelte Substanzen, wie zum Beispiel Ionische Flüssigkeiten, können dazu verwendet werden, Metallionen und somit auch Radionuklide aus Abwässern zu extrahieren.
Ionische Flüssigkeiten bestehen aus einem organischen Kation und einem organischen oder anorganischen Anion, die die Eigenschaften der ionischen Flüssigkeit bestimmen. Ionische Flüssigkeiten sind bei Raumtemperatur flüssig. Sie können bis zu einer Temperatur von 300° C flüssig bleiben. Zudem können Experimente mit diesen Flüssigkeiten auf Grund ihres niedrigen Dampfdrucks auch bei höheren Temperaturen ohne Substanzverlust durchgeführt werden.
Im Rahmen dieser Masterarbeit werden vier Ionische Flüssigkeiten verwendet, die zwei verschiedene aromatische Anionen mit unterschiedlichen funktionalen Gruppen aufweisen, wie zum Beispiel Amine, Hydroxyl, und Nitro, und zwei verschiedene Kationen mit langer quaternärer Phosphonium- oder Ammonium-Kette. Die Fähigkeit dieser ionischen Flüssigkeiten zur Extraktion von UO22+, Th4+, Pb2+ und Po4+ aus wässrigen Lösungen in Abhängigkeit vom pH-Wert wird untersucht (Flüssig-Flüssig-Trennverfahren).
Eine Ionische Flüssigkeit mit hoher Uran-Extraktionsfähigkeit wurde auch auf Aktivkohle immobilisiert. Es konnte in Batch-Versuchen gezeigt werden, dass auch in dieser Form ihre gute Extraktionseigenschaft erhalten blieb.
Da die Ionischen Flüssigkeiten nach Möglichkeit wiederverwendet werden sollen, wurde versucht, die Radionuklide mit verdünnter HNO3-Lösung wieder aus den Ionischen Flüssigkeiten zurückzuextrahieren. Generell wurde bei guter Extrahierbarkeit eines Radionuklids zumindest mit HNO3-Lösung nur eine geringe Rückextrahierbarkeit beobachtet.
Abstract (eng)
The removal of radioactive materials from drinking water and wastewater is a huge problem, as these radionuclides are very dangerous for the environment and human health. There are new substances called Ionic Liquids, which are able to extract radionuclides from aqueous solutions and consist of two parts, namely an organic cation and an organic or inorganic anion. The properties of ionic liquids depend on the cation and anion composition.
Ionic liquids are liquid at room temperature. They have liquid ranges of over 300°C and experiments can be carried out with these solvents at high temperatures without any solvent degradation.
In this thesis four ILs, which have two different aromatic anions with various functional groups, for example Amine, Hydroxyl, Nitro and two different cations with long chain quaternary phosphonium or ammonium, were studied with regard to the extraction of UO22+, Th4+, Pb2+ and Po4+ from aqueous solutions with different pH-values (liquid-liquid extraction).
The Ionic Liquid with the best uranium extraction efficiency was immobilized on activated Carbon (AC). Batch-experiments have shown high extraction values also under these conditions.
As the Ionic Liquids should be reused in order to minimize costs of production and waste, back extraction of the radionuclides with HNO3-solutions was investigated. Generally back extraction with this medium was low when the radionuclides had been extracted with high efficiencies.
Keywords (eng)
radionuclide extractionionic liquids
Keywords (deu)
radionuklide Extraktionionische Flüssigkeiten
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1320883
rdau:P60550 (deu)
45 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
45
Study plan
Masterstudium Chemie
[UA]
[066]
[862]
Association (deu)
Title (eng)
Radionuclide extraction by ionic liquids
Parallel title (deu)
Radionuklide Extraktion durch ionische Flüssigkeiten
Author
Marzieh Habibi
Abstract (deu)
Die Entfernung von radioaktivem Material aus Trinkwasser und Abwässern stellt ein großes Problem dar, da Radionuklide sehr gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit der Menschen sein können. Neu entwickelte Substanzen, wie zum Beispiel Ionische Flüssigkeiten, können dazu verwendet werden, Metallionen und somit auch Radionuklide aus Abwässern zu extrahieren.
Ionische Flüssigkeiten bestehen aus einem organischen Kation und einem organischen oder anorganischen Anion, die die Eigenschaften der ionischen Flüssigkeit bestimmen. Ionische Flüssigkeiten sind bei Raumtemperatur flüssig. Sie können bis zu einer Temperatur von 300° C flüssig bleiben. Zudem können Experimente mit diesen Flüssigkeiten auf Grund ihres niedrigen Dampfdrucks auch bei höheren Temperaturen ohne Substanzverlust durchgeführt werden.
Im Rahmen dieser Masterarbeit werden vier Ionische Flüssigkeiten verwendet, die zwei verschiedene aromatische Anionen mit unterschiedlichen funktionalen Gruppen aufweisen, wie zum Beispiel Amine, Hydroxyl, und Nitro, und zwei verschiedene Kationen mit langer quaternärer Phosphonium- oder Ammonium-Kette. Die Fähigkeit dieser ionischen Flüssigkeiten zur Extraktion von UO22+, Th4+, Pb2+ und Po4+ aus wässrigen Lösungen in Abhängigkeit vom pH-Wert wird untersucht (Flüssig-Flüssig-Trennverfahren).
Eine Ionische Flüssigkeit mit hoher Uran-Extraktionsfähigkeit wurde auch auf Aktivkohle immobilisiert. Es konnte in Batch-Versuchen gezeigt werden, dass auch in dieser Form ihre gute Extraktionseigenschaft erhalten blieb.
Da die Ionischen Flüssigkeiten nach Möglichkeit wiederverwendet werden sollen, wurde versucht, die Radionuklide mit verdünnter HNO3-Lösung wieder aus den Ionischen Flüssigkeiten zurückzuextrahieren. Generell wurde bei guter Extrahierbarkeit eines Radionuklids zumindest mit HNO3-Lösung nur eine geringe Rückextrahierbarkeit beobachtet.
Abstract (eng)
The removal of radioactive materials from drinking water and wastewater is a huge problem, as these radionuclides are very dangerous for the environment and human health. There are new substances called Ionic Liquids, which are able to extract radionuclides from aqueous solutions and consist of two parts, namely an organic cation and an organic or inorganic anion. The properties of ionic liquids depend on the cation and anion composition.
Ionic liquids are liquid at room temperature. They have liquid ranges of over 300°C and experiments can be carried out with these solvents at high temperatures without any solvent degradation.
In this thesis four ILs, which have two different aromatic anions with various functional groups, for example Amine, Hydroxyl, Nitro and two different cations with long chain quaternary phosphonium or ammonium, were studied with regard to the extraction of UO22+, Th4+, Pb2+ and Po4+ from aqueous solutions with different pH-values (liquid-liquid extraction).
The Ionic Liquid with the best uranium extraction efficiency was immobilized on activated Carbon (AC). Batch-experiments have shown high extraction values also under these conditions.
As the Ionic Liquids should be reused in order to minimize costs of production and waste, back extraction of the radionuclides with HNO3-solutions was investigated. Generally back extraction with this medium was low when the radionuclides had been extracted with high efficiencies.
Keywords (eng)
radionuclide extractionionic liquids
Keywords (deu)
radionuklide Extraktionionische Flüssigkeiten
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1320884
Number of pages
45
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