雙酰胺萃取劑的合成及萃取性能研究.pdf

1、鐵的分離一直是科學(xué)研究的熱門方向，例如在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中面臨的一個(gè)難題：如何從共生礦中除鐵。鐠元素為稀土元素中的一種，其在航空航天及工業(yè)制釉方面有著廣泛的用途，對(duì)鐠提純的研究則個(gè)顯得十分重要。溶劑萃取法因其能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程持續(xù)的單元操作且收率較高，已成為分離提純的主要方式。本論文分別通過(guò)酯的氨解和酰氯的氨解合成出兩類雙酰胺類萃取劑，分別為丙二酰胺類萃取劑：N,N′-二丙基-N,N′-二辛基丙二酰胺(DODPMA)、N,N′-二丙基-N,N′

2、-二(6-羥基己基)丙二酰胺和 N,N′-(2-羥基丙基)-N,N′-二辛基丙二酰胺；酰胺莢醚萃取劑：N,N′-二甲基-N,N′-二月桂基-3-氧戊二酰胺(DMDDdDGA)、N,N′-二乙基-N,N′-二月桂基-3-氧戊二酰胺(DEDDdDGA)、N,N′-二丙基-N,N′-二月桂基-3-氧戊二酰胺(DPDDdDGA)、N,N′-二丁基-N,N′-二月桂基-3-氧戊二酰胺(DBDDdDGA)。分別研究了雙酰胺萃取劑對(duì)Fe(III)和P

3、r(III)的萃取性能，主要內(nèi)容如下：
　　考察了DODPMA、N,N′-二丙基-N,N’-二(6-羥基己基)丙二酰胺和 N,N′-二(2-羥基丙基)-N,N′-二辛基丙二酰胺對(duì)La(III)、Ce(III)、Pr(III)、Nd(III)、Sm(III)、Eu(III)六種輕稀土元素萃取性能。DODPMA對(duì)六種輕稀土元素的萃取性能較低，隨著水相硝酸濃度增加，萃取性能基本不變。水相中加入鹽析劑硝酸鋰后萃取劑對(duì)六種鑭系元素的萃取性能

4、有明顯提升。N,N′-二丙基-N,N′-二(6-羥基己基)丙二酰胺和 N,N′-二(2-羥基丙基)-N,N′-二辛基丙二酰胺在水相中的溶解度較高不適于用于稀土離子的萃取。
　　探究了四種不同烷基側(cè)鏈酰胺莢醚：DMDDdDGA、DEDDdDGA、DPDDdDGA和DBDDdDGA對(duì) Pr(III)的萃取性能。考察了酸的種類、酸度、萃取劑濃度、稀釋劑種類及溫度對(duì)萃取性能的影響。四種萃取劑對(duì)Pr(III)的萃取性能隨著烷基鏈的增長(zhǎng)而降低

5、，隨著鹽酸濃度的增加而增加，且DMDDdDGA和DEDDdDGA在酸度較高時(shí)出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。鹽酸體系種四種萃取劑萃取Pr(III)后萃合物結(jié)構(gòu)不完全相同。考察了萃取過(guò)程中的界面性質(zhì)，用以研究有機(jī)溶劑與萃取劑之間的互相作用。
　　雙酰胺萃取劑結(jié)構(gòu)對(duì)萃取性能有重要影響，本文研究了 N,N,N′N′-四丁基丙二酰胺(TBMA)、N,N,N′N′-四丁基丁二酰胺(TBSA)、N,N,N′N′-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBDGA)三種萃取劑結(jié)

6、構(gòu)對(duì)Fe(III)萃取性能影響。分別考察了酸度、萃取劑濃度和溫度對(duì)萃取性能影響，TBMA、TBSA、TBDGA對(duì)Fe(III)的萃取性能隨著水相鹽酸濃度增加而增加，其大小順序?yàn)椋篢BDGA>TBSA>TBMA。對(duì)萃取前后有機(jī)相進(jìn)行了UV-visible、IR和1HNMR表征，結(jié)合密度泛函計(jì)算對(duì)萃合物結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，得出了三種萃合物結(jié)構(gòu)分別為：[H·(2TBMA)]+[FeCl4]-、[H·(2TBDGA)]+[FeCl4]-和[H·(TBSA

7、)]+[FeCl4]-。
　　稀釋劑種類對(duì)萃取性能也有重要影響， N,N,N′N′-四(2-乙基己基)-3-氧戊二酰胺(T2EHDGA)是近期發(fā)展起來(lái)的萃取劑。本論文研究了不同稀釋劑中T2EHDGA對(duì)Fe(III)萃取性能，所用稀釋劑分別為正十二烷、正辛烷、正己烷和甲苯?？疾炝怂嗨岫?、Cl-濃度、萃取劑濃度和溫度對(duì)萃取性能影響，對(duì)萃取前后有機(jī)相進(jìn)行了 UV-visible和 IR表征。四種稀釋劑中 T2EHDGA對(duì) Fe(III

8、)的萃取性能大小順序?yàn)椋赫?正辛烷>正己烷>甲苯，萃合物的存在形式為 HFeCl4·2T2EHDGA。研究了 T2EHDGA在四種稀釋劑中萃取劑濃度與界面張力關(guān)系并計(jì)算出界面吸附常數(shù)。當(dāng)界面張力較小時(shí)，稀釋劑與萃取劑互相作用較弱，T2EHDGA對(duì) Fe(III)的萃取性能較強(qiáng)?？疾炝?T2EHDGA對(duì)Fe(III)與Ni(II)、Cd(II)、Cu(II)三種離子的分離性能，當(dāng)酸度高于2.5mol·L-1時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)Fe(III)與