Quaternization of poly(4-vinyl pyridine) beads with 2-chloroacetamide for selective mercury extraction

Çapraz bağlı poli(4-vinil pridin) reçinesi ‘Reillex 425’ 2-kloroasetamid ile hemen hemen kantitatif olarak DMF çözücüsü içinde kuaternize edildi. 4.03 mmolg-1 kuaternizasyon yoğunluğu ile kuaternize reçine, sulu çözeltiden seçimli civa ayrılması için etkin bir sorbenttir. Reçinenin 4 mmolg-1 civarındaki civa yükleme kapasitesi, civa bağlanmasının monoamido civa yapısı ile gerçekleştiğini göstermektedir. Yabancı iyonlar Ca(II), Mg(II), Zn(II), Cd(II), Pb(II) ve Fe(III) iyonları için 0.15 M konsantrasyonda reçine tarafından ihmal edilebilir miktarda (0.1 mmolg-1) absorpsiyon gözlenmiştir. Civa bağlanması yeterince hızlı gerçekleşmekte ve birinci mertebe kinetik göstermektedir  (civa asetat çözeltisinde k=2.38 x10-3 s-1 ve civa klorur cozeltisinde k = 1.29x10-3 s-1). Kuaternize reçine sıcak asetik asit ile bağlanan civanın ayrılması ile rejenere edilebilmektedir. Anahtar Kelimeler: Poli(4-vinil pridin) reçine, kuaternizasyon, seçimli civa ekstraksiyonu.Crosslinked poly(4-vinyl pyridine) resin Reillex® 425 has been quaternized almost quantitatively with 2- chloroacetamide in DMF solvent. The quaternized resin with 4.03 mmolg-1 quaternization density is an efficient sorbent for selective mercury extraction from aqueous solutions. About 4 mmolg-1 mercury loading capacity of the resin implies that mercury sorption takes place mostly by formation of monoamido-mercury structures. To inspect selectivity of the quaternary resin, metal extraction experiments have been repeated with Ca(II), Mg(II), Zn(II),Cd(II), Pb(II) and Fe(III) ions at the same conditions. As it might be expected only neglible amounts of metal sorptions are observed in Zn(II), Cd(II), Pb(II) and Fe(III) ions. Extracted amounts lie in experimental error limits and accounts for less than 3.2% of the mercury sorption. Ca(II) and Mg(II) ions on the other hand do not show any absorbtivity by the sorbent. The quaternary sorbent is also efficient for low mercury concentrations and mercury sorption kinetics represent first order kinetics. Rate constants (from slopes of corresponding semi log plots) of the sorption from mercuric acetate and chloride solutions were found k=2.38x10-3 s-1 and 1.29x10-3 s-1. The quaternized resin can be regenerated by stripping of the sorbed mercury with hot acetic acid without hydrolysis of amide group. Keywords: Poly(4-vinyl pyridine) resin, quaternization, selective mercury extraction