การแยกแลนทาไนด์ไอออนโดยใช้ไอออนิกลิควิดและมาส์กกิงเอเจนต์

สิริรวินท์ วุฑฒินันท์

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78809

Title:	การแยกแลนทาไนด์ไอออนโดยใช้ไอออนิกลิควิดและมาส์กกิงเอเจนต์
Other Titles:	Separation of lanthanide ions using ionic liquids and masking agents
Authors:	สิริรวินท์ วุฑฒินันท์
Advisors:	เสาวรักษ์ เฟื่องสวัสดิ์
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Subjects:	โลหะหายาก การสกัดด้วยสารตัวทำละลาย Rare earth metals Solvent extraction
Issue Date:	2562
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	แลนทาไนด์เป็นโลหะที่มีประโยชน์หลายอย่างโดยเฉพาะในเทคโนโลยีแห่งอนาคต แต่การแยกโลหะแลนทาไนด์ออกเป็นชนิดเดี่ยวเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ยังทำได้ยาก งานวิจัยนี้จึงสนใจศึกษาการแยกไอออนแลนทาไนด์ออกจากสารละลายด้วยการสกัดแบบวัฎภาคของเหลว-ของเหลว โดยใช้ไอออนิกลิควิดเป็นเฟสอินทรีย์ร่วมกับการใช้คราวน์อีเทอร์เป็นมาส์กกิงเอเจนต์ในชั้นน้ำ ในการสังเคราะห์ไอออนิกลิควิด 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลี่ยมเฮกซะฟลูออโรฟอสเฟต ([Bmim][PF₆]) เพื่อใช้ในการสกัด พบว่าวิธีที่ดีที่สุดคือการสังเคราะห์ผ่าน 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียมคลอไรด์ ([Bmim][CL]) ร่วมกับการใช้กรดเฮกซะฟลูโอโรฟอสฟอริก (HPF₆) มากเกินพอ ได้ร้อยละผลได้เท่ากับ 71.0 การศึกษาผลของการใช้มาส์กกิงเอเจนต์พบว่าการใช้ 12-crown-4 เป็นมาส์กกิงเอเจนต์ช่วยตรึงแยกไตรวาเลนต์นีโอไดเมียม (Nd³⁺) ไว้ในชั้นน้ำได้ดีที่สุด สำหรับการสกัดแลนทาไนด์ไอออนแบบวัฏภาคของเหลว-ของเหลวจากชั้นน้ำสู่ชั้น [Bmim][PF₆] และตรวจวัดปริมาณไอออนด้วย ICP-OES นั้น พบว่าการสกัด Nd³⁺ ด้วย [Bmim][PF₆] โดยไม่ใช้ลิแกนด์ และเมื่อใช้กรด-(2-เอทิลเฮกซิล) ฟอสฟอริก (DEHPA) เป็นตัวสกัดร่วมด้วย ให้ค่าร้อยละการสกัดเท่ากับ 14.6 และ 100 ตามลำดับ การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าการใช้ DEHPA ร่วมกับ [Bmim][PF₆] ใช้สกัดนีโอไดเมียมที่ความเข้มข้น 0.1 mM ได้ดี และคาดว่าการแยกไอออนแลนทาไนด์ออกเป็นชนิดเดี่ยว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Nd³⁺ ซึ่งเป็นไอออนแลนทาไนด์ไอออนที่มีมูลค่าสูงออกจาก La³⁺ และ Ce³⁺ ทำได้โดยใช้คราวน์อีเทอร์ขนาดใหญ่เพื่อตรึงไอออนที่ไม่ต้องการไว้ในชั้นน้ำ
Other Abstract:	Lanthanides have been widely used in many applications notably those involve futuristic technologies, but their separation into single metal elements is extremely challenging. This research interested in separation of lanthanide ions from aqueous solution through liquid-liquid extraction using ionic liquid as organic phase coupled with crown ether as selective masking agents in aqueous phase. It was found that the best way to synthesize ionic liquid 1-butyl-3 methylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmim][PF₆]) was via a reaction of 1-butyl-3 methylimidazolium chloride ([Bmim][Cl]) with excess hexafluorophosphoric acid (HPF₆), giving 71.0 %yield. The selectivity of 12-crown-ether to hold trivalent neodymium (Nd³⁺) in aqueous phase was found in the study of the effect of masking agents. The extraction of Nd³⁺ from aqueous phase to [Bmim][PF₆] using pure [Bmim][PF₆] and bis(2- ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA) as extractant in [Bmim][PF₆] and employing ICP-OES for quantitative analysis showed the percentage extraction of Nd³⁺ equal to 14.6% and 100%, respectively. This work demonstrated that DEHPA in [Bmim][PF₆] could effectively extract 0.1 mM Nd³⁺. It is predicted that separation of lanthanide ions into single ones, particularly the high valued Nd³⁺ from La³⁺ and Ce³⁺, could be achieved by using large crown ethers to restrain unwanted ions in aqueous phase.
Description:	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2562
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78809
Type:	Senior Project
Appears in Collections:	Sci - Senior Projects

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
62-SP-CHEM-048 - Sirirawin Vuthi.pdf		1.73 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record