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Title:
DIPYRIDYLAMINE LIGAND BOUND TO A POLYMER CARRIER FOR EXTRACTING METAL IONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/044162
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an agent for removing metal ions from an aqueous solution by complexation using an $g(a),$g(a) dipyridylamine ligand bound to a polymer carrier. The $g(a),$g(a) dipyridylamine can be bound to the carrier (R) by a spacer (S). Substitution by R' radicals is possible.

Inventors:
BUCHMEISER MICHAEL RUDOLF (AT)
TESSADRI RICHARD (AT)
SINNER FRANK (AT)
BONN GUENTHER KARL (AT)
Application Number:
PCT/AT1998/000084
Publication Date:
October 08, 1998
Filing Date:
March 30, 1998
Export Citation:
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Assignee:
BUCHMEISER MICHAEL RUDOLF (AT)
TESSADRI RICHARD (AT)
SINNER FRANK (AT)
BONN GUENTHER KARL (AT)
International Classes:
C08F8/30; C22B3/20; C22B3/24; C22B43/00; (IPC1-7): C22B3/24; C07D403/12; C08F8/32; C08F26/00; C08F132/08; C08F271/02; C22B3/42; C22B43/00
Foreign References:
US4672051A1987-06-09
GB2097414A1982-11-03
EP0431324A11991-06-12
US4230183A1980-10-28
Other References:
SINNER F. ET AL.: "Dipyridyl amide functionalized polymers prepared by "ROMP" for the selective extraction of mercury and palladium", J. AM. CHEM. SOC., vol. 120, no. 12, 1 April 1998 (1998-04-01), pages 2790 - 2797, XP002069436
Attorney, Agent or Firm:
Torggler, Paul (Innsbruck, AT)
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Claims:
Patentansprüche:
1. Mittel zur Entfernung von Metallionen aus wä riger Lösung durch Komplexbildung mittels eines an einen polymeren Träger gebundenen Liganden, dadurch gekennzeichnet, da der Ligand ein u.aDipyridylamin ist.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das α,αDipyridylamin ein oder mehrfach substituiert ist, wobei der Substituent eine C,C18Alkyl, C,C,8Alkyloxy, Aryl, Aryloxy, C,C,8Alkenyl, C.C,8Arylalkyl, C,Cd8Alkylaryl, C,C,8Arylalkenyl, eine Halogen Nitro oder Nitrosogruppe, C,C,8Hydroxyalkyl, C1C18Hydroxyalkylaryl, C,C,8 Aminoalkyl, (C1C18)monooder di(C1C18Alkyl)aminoalkyl, C1C18Cyanoalkyl, Cyanoaryl sowie eine CarboxylatC1C18Alkylcarboxylat oder C1C18Alkylcarboxylgruppe ist.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. da der Träger ein Polynorbornen ist.
4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 3, dadurch gekennzeichnet, da zur Bindung des Liganden an den Träger eine C1C18Alkylen, C1C18Oxaalkylen, Arylen, Oxyarylen, C,C,,Alkenylen. C,C,8Araikylen, C,C18Alkylarylen, C,C,8Arylenalkenylen, C,C,8 Hydroxyalkylen. (poly)Hydroxyphenylen, C,C,8Hydroxyalkyiarylen, C,C,8Aminoalkylen, (C1C18)mono oder di(C1c18Alkyl)aminoalkylen. C1C18Cyanoalkylen, Cyanoarylen sowie eine Carbonyl, C1C18Alkylencarboxylat oder C,C,8Alkylencarbonyigruppe dient.
5. Mittel nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Formel wonn R ein polymeres Material. insbesondere ein Polynorbornen ist.
6. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 5 zur Extraktion von Hg(ll) und/oder Pd(ll).
Description:
AN EINEN POLYMEREN TRÄGER GEBUNDENER DIPYRIDYLAMIN-LIGAND ZUR EXTRAKTION VON METALLIONEN

Von den verschiedenen Metallen aus der Reihe der Übergangsmetalle finden einige im Tonnenma stab Verwendung tz. B. Cr. Mo NV. Fe. Ni) andere wie z. B. Palladium (Pd).

Platin (Pt). Rhodium (Rh) wiederum kommen nur sehr selten vor und werden aufgrund ihrer speziellen chemischen Eigenschaften vor allem in der Katalyse eingesetzt. Andere Vertreter wiederum stellen starke Umweitgifte dar (z. B. Hg). Die selektive Anreicherung solcher Metalle repräsentiert sowohl vom ökonomischen als auch ökologischen Standpunkt eine sinnvolle Aufgabe. Im folgenden wird die selektive Anreicherung bzw. Abscneidung zweiter Vertreter diese Übergangsmetalle Palladium und Quecksilber. näher beschrieben.

Die Gewinnung von Palladium ist aufwendig und schwierig, da es in den betreffenden Erzen nur in sehr geringer Konzentration vorliegt. Die angereicherten Erze werden dabei mit Königswasser ausgelaugt und wiederholten Lösungs- und Fällungsreaktionen unterzogen.

Palladium wird schlu endlich in reiner Form als Pd(NH3)2C12 gefällt und so erhalten (B.

Jezowska-Trzebiatowska, S. Kopacz, T. Mikulski, "The Rare Elements. Occurance and Technology, Series .,Topics in Inorganic and General Chemistry", R. J. H. Clark (Ed.), Elsevier, Amsterdam. Oxford, New York, Tokyo, 1990).

Palladium zählt neben Gold und Platin zu den wertvollsten Metallen (Verkaufspreis z.

Zt. ca. AT 2000 /g) und spielt in einer Vielzahl von chemischen Prozessen eine gro e Rolle. Zu den wichtigsten gro technischen chemischen Verfahren bei denen Palladium als Katalysator zum Ensatz kommt. zählen die HECK Reaktion (Arylierung/Vinylierung von Olefinen), die oxidative Acetoxylierung von Propylen, sowie das WACKER-Verfahren zur Oxidation von Olefinen (J. Tsuji, Synthesis, 1990, 739). Vor allem die moderne organische Chemie bedient sich zunehmend Pd-katalysierter Reaktionen. Einige Anwendungen finden sich im Bereich der Kupplung terminaler Acetylene und Alkene mit Alkyl- bzw. Arylhalogeniden (L. Brandsma et. al. Synthesis, 1996. 589; R. Rossi et. al. ibid., 1984, 571; B. König et. al., Chem. Ber., 1994, 127, 1811) und Iodoniumsalzen (S.-K. Kang,et. al. Chem. Commun., 1996, 835), der Kreuzkupplung von Organoborverindungen (N. Miyaura, A. Suzuki, Chem. Rev., 1995, 95, 2475, B. M. Novak et. al., J. Org. Chem., 1994. 59, 5034), der Additition aktivierter Methylene- und Methinverbindungen an Allene (Y. Yamamotho, J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, 6019), der Carbonylierung von Iodaromaten (M. Miura et. al., Organometallics, 1994, 13, 4431), der oxidativen Dimerisierung von Aromaten, sowie der Polymerisation cyclischer Olefine (W. Risse et. al Macromolecules, 1996, 29, 2755); . In allen diesen Prozessen kommt Palladium entweder als Pd(0), als Palladium(0)-Komplex oder als Palladium-(II)-Salz zur Anwendung. Sowohl die Wiedergewinnung von in einem chemischen Prozess anfallenden Palladiumrückständen als auch eine vereinfachte Anreicherung des Metalls aus Erzen erscheint vor allem vom ökonomischen Standpunkt aus günstig.

Quecksilber findet sich oft als Verunreinigung in Katalysatoren auf Zink-Basis und wird u. a. immer noch im zahntechnischen Bereich eingesetzt wo es insbesondere bei Recyclingverfahren ein gro es Umweltproblem darstellt. Vor allem in löslicher Form als Hg (II)

stellt es ein potentieiles Umweltgift dar und kann so auch in geringster Konzentration aufgrund von Anreicherungen der Grund von Langzeitschäden bei Marnmalia sein. Die Entfernung von Quecksilber kann einerseits durch Überführung in eine unlösliche Form (z. B. HgS) sowie mittels lonenaustausch erfolgen. Ersteres Verfahren wird vor allem gro technisch beim Anfall grö erer Hg-Mengen verwendet. Beide Methoden v ersagen jedoch im Falle niedrigere Konzentrationen des Schwermetalis. Ionenaustauscner zeigen weiters eine zu geringe Selektivität. was dazu führt. da vor allem die in gro en Mengen vorkommenden. jedoch völlig ungefährliche Metallionen (z. B. Calcium und Magnesium) gebunden werden, was zu einer raschen Belegung des Austauscners mit Fremdionen und zu einer niedrigen Extraktionseffizienz gegenüber Quecksilber führt.

Es sind zwar für beide Metalle eine Reihe von Komplexierungsrnitteln bekannt, diese sind jedoch nicht dazu geeignet. um dieselben einer selektiven Anreicherung zuführten zu können. da die bis dato erhältlichen Materialien (z. B. Polymere mit tertiären Phosphinen oder Aminen) eine zu geringe Selektivität gegenüber diesen beiden Metallen zeigen. Die Erfindung geht davon aus. da zur effizienten und selektiven Anreicherung bzw. Entfernung dieser beiden Metalle aus wässrigen Lösungen bzw. aus Abwasser leistungsfähige. selektive Materialien. die geeignete Komplexbildner enthalten. nötig sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines komplexierenden Liganden zur selektiven Anreicherung der Metalle Quecksilber (Hg) und/oder Palladium (Pd) aus wässrigen Lösungen. Aufschlu lösungen und Abwässern. etc.

Erfindungsgemä ist vorgesehen. da der Ligand ein α.α-Dipyridylamin ist. Das a.a- Dipyridylamin kann mindestens einfach substituiert sein. Als Substituenten R kommen eine C1-C18-Alkyl, C1-C18-Alkyloxy-, Aryl-, Aryloxy, C1-C18-Alkenyl-, C1-C18-Arylalkyl, C1-C18- Alkylaryl. C1-C1-ÄrYlalkenyi-. eine Halogen- Nitro- oder Nitrosogruppe. C1-C18-Hydroxy- alkyl, C1-C18-Hydroxyalkylaryl, $C1-C18-Aminoalkyl, (C1-C18)-mono- oder di(C1-C18- <BR> <BR> <BR> Alkyl)aminoalkyl. C1-C18-Cyanoalkyl. Cyanoaryl sowie eine Carboxylat- CI C!-C,8-Alkyl- carboxylat oder C1-C18-Alkylcarboxylgruppe in Frage. Der Ligand ist dabei an ein Polymer. vorzugsweise ein Polynorbornen. aber auch an andere im weitesten Sinn Materialien wie z.B.

Polystyrol-Divinylbenzol (PS-DVB). vernetzte Acrylatharze. Silika. Zirkon oder Titandioxid via eines Spacers 5 gebunden. S kann dabei eine C1-C18-Alkylen. C1-C18-Oxaalkylen-, Arylen-. Oxyarylen. C1-C18-Alkenylen-, C1-C18-Aralkylen. C1-C18-Alkylarylen, C1-C18-

Arylenalkenylen-, C1-C18-Hydroxyalkylen, (poly)-Hydroxyphenylen. C1-C18- Hydroxyalkylarylen. C1-C18-Aminoalkylen. (C1-C18)-mono oder di(C1-C18- <BR> <BR> <BR> <BR> Alkyl)aminoalkylen. C1-C18-Cyanoalkylen. Cyanoarylen sowie eine Carbonyl, C!-C!S- -C - Alkylencarboxylat oder C1-C18-Alkylencarbonylgruppe sein. Abbildung 1 zeigt die Grundstruktur eines Polymer-gebundenen α.α-Dipyridylamin-Liganden. R bedeutet ein polymeres Material. S symbolisiert den Spacer. R' die oben benannten Reste.

Abbildung 2 zeigt ein über eine Carbonsäureamidbindung an ein Polymer (R) gebundenes. unsubstituiertes a.cc-Dipyridylamin.

Die Selektivität eines solchen Liganden. konkret die eines α.α-Dipyridylamides. gegenüber einer Reihe von Metallionen wird dadurch unterstrichen. da Metalle der 1. und 2. Hauptgruppe sowie Fe (II). Fe (III). Os (IV). Ni (II). Pt (II). Co (II). Rh (III). Ir (III), Ag (I), Au (III), Zn (II) Cd ( II) nicht komplexiert werden. Cu (II) wird schiecht. Jedoch me bar komplexiert. Die Selektivität der Kompiexierung kann durch den Zusatz einracher Salze (z. B. Phosphat) noch verstärkt werden.

Die nachfolgenden besonders gunstigen Synthesebeispiele und exemplarischen Applikationen sollen die Erfindung einer erläutern.

Es bedeuten:

Mw = gewichtsmittlere Molmasse in gimol = = zahlenmittlere Molmasse in g/mol Mp = Peakmolekulargewicht Mw/mn Molmassenverteilung (ermittelt mittels Gelpermeationschromatographie) GPC = Gelpermeationschromatographie H-NMR = Protonenresonanzspektroskopie '3C-NMR = Kohlenstoffresonanzspektroskopie = chemische Verschiebung in ppm (parts per million) IR = Infrarotspektroskopie; v = Wellenzahl (cm-1) PS-DVB= Polystyrol-Divinylbenzol SPE = Festphasenextraktion (solid-phase extraction) recovery = Wiederfindung der Analyten s = relative Standardabweichung [I] = Initiatorkonzentration [M] = Konzentration an funktionellem Monomer [CL] = Konzentration an Quervernetzer Experimentelles I. Synthetischer Teil. Alle Experimente wurden, falls nicht ausdrücklich anders erwähnt, mit Standard Schlenk Technik unter strengem Luft- und Feuchtigkeitsausschlu durchgeführt.

Pentan, p. a., Diethvlether ÖAB, THF (Tetrahydrofuran) p.a , DME (Dimethoxyethan) p. a. und Toluol ÖAB wurden unter Argon von Natrium-Benzophenonketyl abdestilliert.

Dichloromethan wurde von CaH2 unter Argon abdestilliert. Käufliche Edukte bzw.

Chemikalien wurden ohne weitere Reinigung eingesetzt. Andere Edukte (Exo-trans-exo- pentacyclo[8.2.1.14.7.02.9.03.8]tetradeca-5,11-dien (PCTD), endo, endo-[2.2.1]Bicyclohept-5- en-23-dicarbonsäureanhydrid und der Initiator. Mo(N-2,6-i-Pr2- C6H3)CHCMePh(OCMe(CF3)2)2,) wurden nach Literaturangaben (J. K. Stille, D. A. Frey, J.

Am. Chem. Soc.. 1959, 81, 4273 ; J. Mantzaris, E. J. Weissberger, J. Org. Chem..1974, 39, 726: J. H. Oskam. H. H. Fox, K. B. Yap. D. H. McConville, R. O'Dell, B. J.

Liechtenstein, R. R. Schrock, J. Organomet. Chem. 1993,459, 185) synthetisiert und mittels NMR auf ihre Reinheit hin überprüft.

II. Analytischer Teil. Die NMR Daten wurden im angegeben Lösungsmittel bei 25°C auf einem Bruker AM 300 bzw. Varian EM 360L aufgenommen und sind in ppm relativ zu Tetramethylsilan angegeben. Kopplungskonstanten (J) sind in Hertz angeführt. Die IR- Spektren wurden auf einem Midac FT-IR aufgenommen. Die Bestimmung der spez. Oberfläche mittels BET Mehrpunktmethode erfolgte auf einer Quantachrome/NOVA 2000.

Probenvorbereitung: Ausheizen bei 60 °C, 2 Stunden. Analysengas: Stickstoff 5.0.

III. Anreicherung mit Extraktionssäulen. Für die Extraktionsexperimente wurden 1 ml Filtersäulen mit 20 om Polypropylen Fritten (IST, Isolute Accessories) bzw. PEEK-Säulen (0.4 x 4 cm, Omegachrom) verwendet. Die Menge und Art des eingesetzten Polymers wird jeweils in den Tabellen angegeben.

Monomersynthese und Polymerisationen 1. endo-Norborn-2-en-5-N,N- a,a-bipyridylcarbamid: α,α-Dipyridylamin (11.1 g, 64.8 mmol), gelöst in 100 ml Methylenchlorid wird im Verlauf von 10 Minuten bei T = -90 °C zu einer gut gerührten Lösung von endo-Norborn-2-en-5-carbonsäurechlorid (10.2 mL, 65.2 mmol) in Methylenchlorid (150 mL)gegeben. Die Lösung wird bei Raumtemperatur 5 Stunden lang gerührt, anschlie end auf 15 % NaOH-Lösung gegossen und mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte werden über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abziehen des Lösungsmittels wird der Rückstand mit Diethylether verletzt, zum Sieden erhitzt und über Silica G-60 filtriert. Kristallisation bei 0°C ergibt die analysenreine Verbindung.

Ausbeute 9.1 g (48 So d. Th.). IR (KBr, cm'): 2960 bs. 1680 s, 1600 s, 1439 s, 1351 m, 1316 m, 1142 s. 1100 m. 1052 m. 992 s, 770 bs, 669 m. 525 vs. H-NMR: 8 8.44 (dxd. 2 H, <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> J,=5.3, J2=1.3, H11.1@), 7.73 (txd, 2 H, J1=7.7, J 2=2. H, 19), 7.42 (d, 2 H, J=8.1, H14 20) 7.15 (m. 2 H, H18.12), 6.20 (dxd. 1 H. J,=9, 52=3, H3). 6.12 (dxd, 1 H, J,=9, J2=3, H2), 3.28 (m, 1 H, H5), 2.88 (broad), 1 H, 7a) 2.80 (breit, 1 H. H7b), 1.54 (m. 2 H, H1,4), 1.27 (dxd, 1 H, J,=8.3, J2=2.1, H5a), 1.05 (d, (breit), J1=8.3, H5b); '3C-NMR 8 149.0 (C2014), 137.9 (C12.18), 137.2 (C2), 132.6 (C3), 122.6 (C13,19), 121.8 (C11,17), 50.0 (C7), 45.96 (C4), 44.4 (C1), 42.7 (C5), 30.6 (C6); Elementaranalyse berechnet für C18Hl7N3O (Mw=291.35): C 74.2, H 5.88, N 14.42; gefunden C 74.38, H 6.01, N 14.39. Die Verbindung liegt laut Röntgeneinkristallstrukturanalyse als reines endo-Isomeres vor.

2. Polymersynthesen 2.1 Lineare Polymere Der in situ dargestellte Initiator Mo(N-2,6-i- Pr2)(CHCMe2Ph)(OCMe(CF3)2)2 (45 mg, 0.057 mmol, I) wurde unter konstantem Rühren (300 rpm) zu einer Lösung des funktionellen Monomeren endo-Norborn-2-en-5-N,N- o;,ot- bipyridylcarbamid (0.166 g, 0.57 mmol, II) in Methylenchlorid (200 ml) zugefügt. Die klare, gelbe Lösung wird innerhalb weniger Minuten trüb. Nach 30 Minuten wird Ferrocenaldehyd (115 mg, 0.57 mmol) zugesetzt und das Reaktionsgemisch nach weiteren 30 Minuten mit Pentan gefällt. Das nach Filtration erhaltene lineare Polymer zeigte folgende charakteristische Polymerdaten: Poly(endo-norborn-2-ene-5-N,N- a,a-bipyridylcarbamid),0: Mw berechnet. 3240, gefunden (vs. Polystyol): 3300 g/mol, PDI=1.8. IR (KBr, cm1): 2940 m, 1676 s, 1585 s, 1570 s. 1465 s, 1433 s, 1381 m, 1250 bs, 779 m, 746 m. 'H-NMR: 6 8.39 (m, 2 H, H11 17), 7.71 (m, 2 H=2, H 19), 7.34 (m, 2 H, H420), 7.15 (m, 2 H, H18.12), 5.5 (dxd, 2 H, H23), 4.35 (m) 4.06 (m), 4.02 s (Cp), 3.16 (m, 1 H), 2.6 (m, 2 H), 1.93 (dxd, 2 H), 1.38 (m, 2 H) (alle breit); 13C-NMR # 175 (CO), 154.8, 148.9, 138.0, 134.1, 130.3, 127.9, 125.2, 122.6, 121.9, 69.2 (Cp), 47.6, 41.6, 40.8, 40.0, 37.6, 28.0. 22.6.

2.2 Poly(endo-Norborn-2-en-5-N,N- a,a-bipyridylcarbamid)-quervernetzt Folgende Vorgangsweise ist typisch für alle Copolymere: Nach zweistündigem Rühren wird der Quervernetzer (3.0 g. 19.0 mmol III) zugesetzt. Die Reaktionslösung wird weitere 2 Stunden gerührt. anschlie end wird Benzaldehyd (1 ml, 10 mmol) oder Ferrocenaldehyd (0.25 g, 1.17 mmol) zugesetzt, um die Polvmerisation zu terminieren. Nach weiterem vierstündigen Rühren wird das fertige Polymer abfiltriert. mit Dichlormethan gewaschen und anschlie end getrocknet.

Ausbeute: 3.6 g (100%).

2.3 PS-DVB (Polystyrol-Divinylbenzol) gecoated mit quervernetztem Poly(endo-Norborn-2-en-5-N,N- a,a-bipyridylcarbamid) ( Statisch gecoatetes PS-DVB).

Wird der Anteil des Quervernetzers unter 50 % bezogen auf das Monomer gehalten, werden tw. lösliche, leicht quervernetzte Polymere erhalten. Diese können als Methylenchlorid-Lösung zum statischen coating von PS-DVB verwendet werden. Die geschieht am besten in der Weise, da das quervernetzte Präpolymer als Lösung (Ig/ 50 ml CH2Cl2) auf PS-DVB (10 g) im Verlauf von 1 Stunde unter heftigem Rühren und Verdampfen des Lösungsmittels auf das Trägermaterial aufgebracht wird. Dieses Präpolymer wird wie unter 2.2 hergestellt.

Stöchiometrie: endo-Norborn-2-en-5-N,N- α,α-bipyridylcarbamid 1.0 g, Mo(N-2,6-i-Pr2- C6H3)CHCMe2Ph(OCMe(CF3)2)2,) 20 mg, exo-trans-exo-pentacyclo[8.2.1.14,7.02,9.03,8]tetra- deca-5,11-dien (PCTD) 0.5 g. Das Präpolymer ist durch folgende Daten gekennzeichnet: Mw gefunden (vs. Polystyrol): 5400000, PDI=1.18. IR (KBr, cm'): 2900 bs, 1684 s, 1673 s, 1571 s, 1470 bm, 1436 s, 780 s, 732 s, 618 m.

Zu einer Lösung dieses Präpolymeren in Methylenchlorid (50 mL) werden 10.0 g PS-DVB (200-400 mesh) gegeben und die Lösung wird langsam am Rotationsverdampfer über einen Zeitraum von 30 Minuten eingedampft. Nach zweistündigem Trocknen im Vakuum werden ca.

11 g gecoatetes Material erhalten.

Im folgenden (Tabelle 1) sind die nach obigen Vorschriften hergestellten Materialien und ihre charakteristischen Eigenschaften dargestellt Tabelle 1: α, ol-Dipyridylamin-funktionalisierte Harze Harz Bett- Quellen Kapazität spez. Ausbeute volumen mequiv./g Oberfläche [ml/g] % (Y) m2/g (%) *) 1.6 1.6 0 0.06 3.2 100 2.2 2.2 139 1.0 5.8 100 llIb 2.1 135 0.6 4.3 100 statisch gecoatetes PS-DVB (220-440 mesh); b) A-B-Blockcopolymer (A = funktionelles Monomer, B = Quervernetzer) ("selbstgeträgert"); c) konditioniert in Methanol : Wasser = 20 80 (v/v); *) bezogen auf recycliertes Monomer.

Applikationsbeispiele Übergangsmetalle aus wässriger Lösung Anreicherung von Pd (II), Hg (II) 1. Quecksilber Zur Untersuchung der Extraktionseffizienz der neuen Materialien gegenüber Quecksilber wurden wässrige Lösungen von HgCl2 in den in Tabelle 2 genannten Konzentrationen über Extraktionssäulen, die mit den in Tabelle 1 beschriebenen Materialien gefüllt waren, gepumpt (Flu 1 ml/min). Die absolute Menge an gebundenem Hg (II) wurde mittels nachfolgender Elution bestimmt und ist in % der gesamten aufgetragenen Menge angegeben.

Tabelle 2: Extraktionseffizienz für Hg (II). Aufgetragene Menge: a) 500 ml, b) 20 ml. Bestimmung mit 10 mL meso-1,2-Dimer-captobernsteinsäure (DMSA) als Eluent (0.2 M in Methanol : THF = 80 : 20), 100 mg Harz II in Extraktionssäule, pH = 5.3 Quecksilberkonzentration Wiedeffindunga' [ Quecksilberkonzentration Wiederfindunga' [ppb] a) [%] [ppm]b' [%] 225 97.0 18,23 99,3 225 97.6 18,23 99,9 225 96.5 18,23 98,6 Mittelwert: 97.0 # 0.6 Mittelwert: 99.2 # 0.7 Alternativ wurde zu einer wässrigen Lösung von HgCl, die in Tabelle 3 angegeben Menge an Materialien zugegeben und diese Suspension mechanisch gerührt. Die absolute Menge an gebundenem Hg (II) wurde mittels nachfolgender Elution bestimmt und ist in % der gesamten aufgetragenen Menge angegeben.

Tabelle 3: Extraktionseffizienz für Hg (II) aus einer Lösung (20 ppm) durch mechanisches Rühren mit 100 mg Harz II Quecksilberkonzentration extrahierte Quecksilberkonzentration | extrahierte nach 2 Stunden Menge nach 17 Stunden Menge [ppm] [] [ppm] [%] 0,815 97,0 0,110 99,45 0,619 96,9 0,157 99,21 0,601 95,9 0,290 98,6 Mittelwert 96,6::::: 96,6 # 0,7 99,1 j 0,7 2. Palladium Zur Untersuchung der Extraktionseffizienz der neuen Materialien gegenüber Palladium wurden wässrige Lösungen von PdCl2 (Na,PdCl4) in den in Tabelle 4 genannten Konzentrationen über Extraktionssäulen, die mit den in Tabelle 1 beschriebenen Materialien gefüllt waren, gepumpt (Flu 1 ml/min). Die absolute Menge an gebundenem Pd (II) wurde mittels nachfolgender Elution bestimmt und ist in % der gesamten aufgetragenen Menge angegeben.

Tabelle 4: Extraktionseffizienz für Pd (II). Bestimmung mit 10 mL 19 M NH4SCN in THF:CH3CN:H2O=16:40:44 als Eluent. 100 mg Harz II in Extraktionssäule Konzentration Pd (II) [ppm] Wiederfindung [%] 20.8 99.2 20.8 100.7 22.1 97.9 22.1 | 99.2 22.1 97.3 Mittelwert + s 98.7 i 1.5

Alternativ wurde zu einer wässrigen Lösung von PdCl2 die in Tabelle 3 angegeben Menge an Materialien zugegeben und diese Suspension mechanisch gerührt. Die absolute Menge an gebundenem Pd (II) wurde mittels nachfolgender Elution bestimmt und ist in % der gesamten aufgetragenen Menge angegeben.

Tabelle 5: Extraktionseffizienz für Palladium bei mechanischem Rühren mit 100 mg Harz II. Bestimmung a) Quantifizierung der Lösung (pH-Wert: 5,5), b) mit 5 ml 0,5 M Thioharnstoff in 1,5 N HCI als Eluent. Pd (II) Konzentration Wiedeffindunga' Pd (II) Konzentration Wiederfmdung [ppm] [%] [ppm] [%] 90 99,6 20 97.0 90 98,9 20 97.8 90 99,7 20 99,9 Mittelwert 99,4 # 0,4 Mittelwert 98.3 + 1.5 Die Belegungen der Materialien mit Hg (II) bzw. Pd (II) sind in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 6: Effektive Belegung in % der theoretischen Festphasenkapazität sowie in mg Metall/g Harz für Pd und Hg. a) Pd, pH: 5,5; 100 mg Harz II, 48 Stunden gerührt; b) Palladium und c) Quecksilber (Extraktionssäule mit 100 mg Harz II, Flu 1 ml/min, Belegung am Durchbruchspunkt, s. Abb. 2 und 3). mittlere Belegung der theoretischen Kapazität mg Metall pro g [] Harz Pd-100 ppm a 42.3 + 3,1 45 Pd-22 ppm b) 14.1 15 Hg-25 ppm 2.47 5 Hg-18.4 ppm @) 2.31 4.7 Hg-0.225 ppm @) 1.35 2.7 In der Zeichnung sind die Durchbruchskurven für Hg(II) und Pd(II), die unter Verwendung der angegebenen Mengen an Harz ermittelt wurden, angeführt. Dabei stellt Fig. 1 die Durchbruchskurve einer 18,4 ppm Hg(II) Lösung (100 mg Harz II) und Fig. 2 die Durchbruchskurve einer wässrigen 20 ppm Palladiumlösung (pH: 5,5; 100 mg Harz II)