Published August 31, 2014 | Version v1
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Joint project Partitioning II. Multifunctional complexing agents with N, O, S donor functions for d and f elements. Synthesis, complex formation, structure and transport behavior

Creators

Description

The main aim of the collaborative project was to investigate the interaction of newly synthesized supramolecular complexing agents with N, O, S donor functions towards d and f elements. The HZDR in subproject 1 focused on the complexation of N, O donor ligands, especially with the actinides U (VI) and Cm (III) and the lanthanides Eu (III), Ce (III) and Yb (III), in water and for the first time in organic solution as a function of the pH or redox voltage in the center. The corresponding complex stoichiometries and the spectroscopic properties of the complexes formed were determined by UV-Vis spectroscopy, various laser-induced methods, and IR spectroscopy. Using NMR and EXAFS spectroscopy, structural statements on the metal complexes in solution could be made. Using UV-Vis data, it was possible to determine reproducible complexation constants of actinide or lanthanide complexes with different β-diketones and Schiff bases in solution. Results of the HZDR work in subproject 2 showed that the interaction of water soluble calixarenes with radionuclide metal ions and the adsorption behavior of calixarenes on geomatrices under natural conditions (pH 4 - 9) are negligible. For the liquid-liquid extraction of divalent metal ions by means of radiotracer technology, water-insoluble calixarenes were detected, which can elementally separate the radionuclides 85Sr, 56Co, 64Cu and 65Zn from the aqueous phase. For strontium bis-salicylidene-diamino-calixaren is suitable, which can be back-extracted under mild conditions. Dicarboxy-calixaren extracts the d-elements quantitatively. This extraction is not completely reversible. Spectroscopic data were obtained for the formed calixarene complexes. The extraction methods were successfully used for four natural waters. Solid-phase-fixed calixarenes sorb radionuclides quantitatively, but complete desorption is not feasible.

Availability note (English)

Available from TIB Hannover

Abstract (German)

Hauptziel des Verbundprojektes war es, die Wechselwirkung von neu synthetisierten supramolekularen Komplexbildnern mit N,O,S-Donorfunktionen gegenueber d- und f-Elementen zu untersuchen. Dabei standen fuer das HZDR im Teilprojekt 1 die Komplexierung von N,O-Donorliganden insbesondere mit den Aktiniden U(VI) und Cm(III) und den Lanthaniden Eu(III), Ce(III) und Yb(III) in waessriger und erstmalig in organischer Loesung in Abhaengigkeit vom pH-Wert bzw. Redoxspannung im Mittelpunkt. Es wurden die entsprechenden Komplexstoechiometrien und die spektroskopischen Eigenschaften der gebildeten Komplexe mittels UV-Vis-Spektroskopie, verschiedener laserinduzierter Methoden als auch IR-Spektroskopie bestimmt. Durch Anwendung der NMR-und EXAFS-Spektroskopie konnten strukturelle Aussagen zu den Metallkomplexen in Loesung gemacht werden. Mit Hilfe von UV-Vis Daten war es moeglich, reproduzierbare Komplexbildungskonstanten von Aktinid- bzw.- Lanthanidkomplexen mit verschiedenen β-Diketonen sowie Schiffschen Basen in Loesung zu bestimmen. Ergebnisse der Arbeiten des HZDR im Teilprojekt 2 zeigten, dass die Wechselwirkung von wasserloeslichen Calixarenen mit Radionuklidmetallionen sowie das Adsorptionsverhalten von Calixarenen an Geomatrizes unter naturnahen Bedingungen (pH 4 - 9) vernachlaessigbar sind. Fuer die Fluessig-Fluessig-Extraktion von divalenten Metallionen mittels Radiotracertechnik wurden wasserunloesliche Calixarene ermittelt, die elementselektiv die Radionuklide 85Sr, 56Co, 64Cu und 65Zn aus der waessrigen Phase separieren koennen. Fuer Strontium eignet sich Bis-Salicyliden-diamino-calixaren, welches sich unter milden Bedingungen rueckextrahieren laesst. Dicarboxy-calixaren extrahiert die d-Elemente quantitativ. Diese Extraktion ist nicht vollstaendig reversibel. Fuer die gebildeten Calixaren-Komplexe wurden spektroskopische Daten ermittelt. Die Extraktionsverfahren wurden fuer vier natuerliche Waesser erfolgreich angewendet. Festphasenfixierte Calixarene sorbieren die Radionuklide quantitativ, jedoch ist eine vollstaendige Desorption nicht realisierbar.

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Verbundprojekt Partitioning II. Multifunktionelle Komplexbildner mit N, O, S-Donorfunktionen fuer d- und f-Elemente. Synthese, Komplexbildung, Struktur und Transportverhalten

Publishing Information

Imprint Pagination
131 p.

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
49020926
Subject category
S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
Resource subtype / Literary indicator
Non-conventional Literature
Descriptors DEI
CALIXARENES; CERIUM COMPOUNDS; CHELATING AGENTS; COBALT 60; COMPLEXES; COPPER; CURIUM COMPOUNDS; EUROPIUM COMPOUNDS; EXTRACTION; INFRARED SPECTRA; LIGANDS; RADIONUCLIDE MIGRATION; SCHIFF BASES; STOICHIOMETRY; STRONTIUM 90; ULTRAVIOLET SPECTRA; URANIUM COMPOUNDS; X-RAY SPECTRA; YTTERBIUM COMPOUNDS; ZINC
Descriptors DEC
ACTINIDE COMPOUNDS; ALKALINE EARTH ISOTOPES; AROMATICS; BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES; COBALT ISOTOPES; ELEMENTS; ENVIRONMENTAL TRANSPORT; EVEN-EVEN NUCLEI; HYDROCARBONS; IMINES; INTERMEDIATE MASS NUCLEI; INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; MASS TRANSFER; METALS; MINUTES LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEI; ODD-ODD NUCLEI; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC NITROGEN COMPOUNDS; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS; RADIOISOTOPES; RARE EARTH COMPOUNDS; SEPARATION PROCESSES; SPECTRA; STRONTIUM ISOTOPES; TRANSITION ELEMENTS; TRANSPLUTONIUM COMPOUNDS; TRANSURANIUM COMPOUNDS; YEARS LIVING RADIOISOTOPES

Optional Information

Contract/Grant/Project number
Foerderkennzeichen BMBF 02NUK014B
Funding organization
Bundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)