Новости химической науки > Новая царская водка – теперь почти органическая

Исследователи из США получили «органическую царскую водку», которая способна к селективному растворению благородных металлов.

Результаты исследования могут привести к разработке новых подходов к извлечению из промышленных отходов и повторному использованию таких благородных металлов, как золото и платина, а также к получению наноматериалов.

Разработанная исследователями «органическая царская водка» может селективно растворять ряд благородных металлов. (Рисунок из Angew. Chem., 2010, DOI: 10.1002/anie.201001244)

Традиционная царская водка представляет собой смесь концентрированных азотной и соляной кислот, взятых в объемном соотношении 1:3. Царская водка может растворять такие благородные металлы, как золото, палладий и платина, при том, что не один из этих металлов не растворяется в каждой из этих кислот, взятой по отдельности. К сожалению, неорганическая система не может быть настроена на селективное растворение лишь одного металла из смеси, что существенно осложняет процесс извлечения благородных металлов из промышленных отходов.

Вей Лин (Wei Lin) из Технологического Университета Джорджии впервые продемонстрировал, что растворить значительное количество благородного металла можно в органическом растворителе в мягких условиях, при этом за счет добавок растворяющую систему можно настроить строго на определенный благородный металл.

Благодаря счастливой случайности исследователи обнаружили, что золото растворяется в смеси тионилхлорида (SOCl₂) и пиридина. Дальнейшие эксперименты показали, что в присутствии тионилхлорида растворение благородных металлов возможно и для других органических соединений – N,N-диметилформамида (DMF), имидазола и пиразина. Из полученного раствора золото можно выделить с помощью простого упаривания с последующим прокаливанием.

Лин заявляет, что изменение качественного состава смеси тионилхлорид/органическое соединение, их соотношения, а также условий реакции можно добиться селективного растворения строго определенного благородного металла. Например, в смеси SOCl₂/DMF растворяется только золото, но не палладий с платиной. Селективность растворения может оказаться весьма выгодной для увеличения степени чистоты благородных металлов, выделяемых из отработавшей свой срок электроники или промышленных катализаторов.

Марио Паглиаро (Mario Pagliaro) из Национального исследовательского совета Италии отмечает, что эффектная селективность, наблюдающаяся при растворении благородных металлов, определяется различием свойств органических соединений. Он надеется, что в обозримом будущем для селективного растворения благородных металлов будут применяться композиции на основе органических соединений. Исследователь из Италии рассчитывает, что разработанная химиками из Джорджии уже в ближайшее время будет применяться для извлечения платины из отработавших катализаторов дня сегодня сегодняшнего и топливных ячеек дня завтрашнего.

Однако, рассматривая аспекты эффективности и стоимости, Лин делает вывод, что пока на настоящее время «органическая царская водка» не может быть конкурентом царской водки традиционной. Тем не менее, система SOCl₂/органическое соединение является безопасной альтернативой системе HCl/HNO₃, и помимо извлечения благородных металлов из отходов может найти применение в синтезе наноструктур на основе благородных металлов и селективном удалении нанопокрытий.

В настоящее время исследователи работают над дальнейшим изучением химических процессов, лежащих в основе процесса растворения благородных металлов в системе SOCl₂/органическое соединение. Лин добавляет, что «органическая царская водка» может продемонстрировать еще много интересных свойств.

Источник: Angew. Chem., 2010, DOI: 10.1002/anie.201001244

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #органическая химия, #химия поверхности