Polimerización de agentes quelatantes y su uso en extracción de metales a partir de soluciones acuosas

Abstract

En este trabajo de grado se ha sintetizado y estudiado el nuevo polímero poli (N-(2-aminociclohexil)-3-hidroxipentanamida) con el cual, fue posible fabricar membranas con el propósito de extraer iones metálicos presentes en soluciones acuosas. La síntesis del polímero se realizó formando como paso inicial, el ácido 4-pentenoico a partir del reactivo de Grignard del 4-bromo-1-buteno y dióxido de carbono, seguido de una bromación alílica y formación de un alcohol por SN2 para obtener el ácido 3-hidroxi-4-pentenoico, polimerización radicalaria del ácido 3-hidroxi-4-pentenoico y por último la funcionalización del polímero obtenido para formar una amida con 1,2-ciclohexanodiamina. Mediante IR, RMN 13C, RMN 1H, MS, TGA y DSC se analizaron algunas de sus propiedades y se comprobó que el proceso de síntesis fue exitoso para la obtención del polímero mencionado. Se realizaron estudios para determinar la selectividad de la membrana fabricada y parámetros como pH, composición y espesor de la membrana, tiempo del proceso de extracción y número de ciclos que soporta la membrana. Los resultados han demostrado que, las membranas fabricadas pueden ser utilizadas hasta pH 4 sin que haya pérdidas significativas del material por hidrólisis del grupo amida. Membranas que contienen TPB-Na son selectivas hacia los iones Cu2+ y Pb2+, y las membranas que contienen sólo el polímero sintetizado, PVC y plastificante son selectivas hacia iones Au3+. En procesos de extracción de oro se encontró que las membranas pueden soportar hasta 3 ciclos (cada uno de 48 h) sin perder eficiencia y además, en los estudios de la membrana como adsorbente de oro se encontró que la isoterma de Freundlich y el modelo cinético de pseudo segundo orden son los que mejor se ajustan al proceso. El poli (N-(2-aminociclohexil)-3-hidroxipentanamida) resultó ser selectivo hacia iones Au3+ al ser utilizado como adsorbente por lo que los productos de esta investigación son de gran importancia para generar nuevos métodos de extracción de este metal que lleguen a ser eficientes, selectivos, viables económicamente y amigables con el medio ambiente.