Spezifische Extraktion multivalenter anorganischer Kationen mit supramolekularen Systemen

• Antragsteller: Dr. Oliver Zech
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung in 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 190310880

Im folgenden Forschungsvorhaben soll eine Trennungsstrategie mittels ionenspezifischer Flotationsexperimente in gemischten mizellaren Systemen entwickelt und realisiert werden. In Systemen bestehend aus Mischungen von fluorierten Tensiden und Kohlenwasserstofftensiden sollen zwei verschiedene koexistierende Typen von Mizellen erzeugt werden. Zum einen Mizellen, die hauptsächlich aus fluorierten Tensiden bestehen, des Weiteren Mizellen, die präferenziell aus konventionellen Tensiden gebildet sind. Dies kann durch eine gezielte Wahl von Tensidtyp, Tensidkopfgruppe und Tensidkettenlänge erreicht werden. Da eine Trennungsstrategie für multivalente Kationen entwickelt werden soll, sind für die gemischt mizellaren Systeme anionische Tenside mit einer Carboxylatkopfgruppe für die fluorierten Tenside und einer Sulphonatkopfgruppe für die konventionellen Tenside geeignet.Durch Zugabe wasserlöslicher Salze trivalenter Kationen werden diese Ionen, aufgrund unterschiedlicher Größe und Polariserbarkeit, unterschiedlich stark in der Adsorptionsschicht der Mizellen gebunden. Diese Ionenaffinität gegenüber den Tensidkopfgruppen bildet die Grundlage des Trennungsverfahrens. Im Anschluss an die Untersuchung dieser gemischt mizellaren Systeme in Anwesenheit der Salze mittels Kleinwinkelröntgenstreuung (SAXS), Weitwinkelröntgenstreuung (WAXS) und NMR- Methoden soll eine Ionenseparation mit Hilfe von Flotationsexperimenten durchgeführt werden.In der Schaumphase sollten die Tenside, aufgrund der signifikant abweichenden Eigenschaften von fluorierten und konventionellen Tensiden hinsichtlich Polarität und Löslichkeit, unterschiedliche Affinität zur Wasser-Luft Grenzfläche aufweisen. Die Anreicherung eines Tensidtyps in der Schaumphase wird wiederum eine Trennung von Metallkationen ermöglichen, da diese unterschiedlich stark an den Tensidkopfgruppen assoziiert sind. Diese Anreicherung eines Tensidtyps in der Schaumphase kann mit NMRMethoden nachgewiesen und untersucht werden, die Konzentration und Anreicherung der Kationen kann mit Hilfe von plasmainduzierter optischer Emissionsspektroskopie (ICP- OES) bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeber: Professor Dr. Thomas Zemb