新型莢醚類萃取劑的設(shè)計(jì)及其氯化物體系中萃取貴金屬鈀性能研究.pdf

1、鉑族金屬由于具有熔點(diǎn)高,導(dǎo)電性、耐蝕性和高溫穩(wěn)定性好,高的高溫強(qiáng)度和抗高溫蠕變能力等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”和“現(xiàn)代新金屬”。其中,鈀更是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技領(lǐng)域以及汽車制造業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料。但由于鉑族金屬的物理及化學(xué)性質(zhì)極為相似,并且價(jià)態(tài)多變,因此如何高效分離鉑族金屬一直是冶金中的難題。近年來(lái),用溶劑萃取法分離提純鉑族金屬的工藝得到了廣泛的應(yīng)用,該法具有反應(yīng)速度快、分離效果好的特點(diǎn),已成為分離純化鉑族金屬的主

2、要手段。新型萃取劑的研制和工藝流程的科學(xué)設(shè)計(jì)一直是溶劑萃取的兩個(gè)重要方面,因此探索合適的萃取劑和萃取條件對(duì)萃取化學(xué)的發(fā)展具有十分重要的意義。含硫類中性萃取劑對(duì)鉑族金屬尤其是鈀具有很好的萃取性能,但對(duì)于相關(guān)的萃取化學(xué)理論以及萃取分離性能的研究還不夠深入。本文合成了三種雙硫醚莢醚類萃取劑和兩種雙亞砜莢醚類萃取劑,對(duì)其萃取性能進(jìn)行了詳細(xì)研究,主要內(nèi)容包括以下幾方面：
　　 ⑴合成了2,2'-二苯硫基乙醚(簡(jiǎn)寫為DTPEE),2,2'-

3、二對(duì)甲苯硫基乙醚(簡(jiǎn)寫為DMTPEE),2,2'-二正辛硫基乙醚(簡(jiǎn)寫為DOSEE),2,2'-二苯亞砜基乙醚(簡(jiǎn)寫為DPSEE),2,2'-二對(duì)甲苯亞砜基乙醚(簡(jiǎn)寫為DMPSEE),分別用紅外光譜、核磁共振、元素分析等分析方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　 ⑵分別研究了以上五種萃取劑在鹽酸介質(zhì)中萃取二價(jià)鈀離子的性能及反應(yīng)機(jī)理,詳細(xì)考察了鹽酸濃度、氫離子濃度、萃取劑濃度、氯離子濃度以及溫度等對(duì)萃取分配比的影響。得出萃取反應(yīng)的機(jī)理主要

4、為配位取代機(jī)理。結(jié)果表明,以氯仿為稀釋劑時(shí),在所研究的不同鹽酸濃度范圍內(nèi)二價(jià)鈀離子與萃取劑分子形成的配位數(shù)目有所不同。當(dāng)鹽酸濃度在O.1mol·dm-3-0.7mol·md-3范圍內(nèi)時(shí),2,2'-二苯硫基乙醚,2,2'-二對(duì)甲苯硫基乙醚,2,2'-二正辛硫基乙醚形成的配合物結(jié)構(gòu)分別為:PdCl2·4DTPEE,PdCl2·3DMTPEE,PdCl2·4DOSEE;不同雙硫醚莢醚類萃取劑的萃取能力大小為:DOSEE＞DTPEE＞DMTPE

5、E。而當(dāng)鹽酸濃度在0.1mol·dm-3-1.0mol·dm-3范圍內(nèi)時(shí),2,2'-二苯亞砜基乙醚,2,2'-二對(duì)甲苯亞砜基乙醚形成的配合物結(jié)構(gòu)分別為:PdCl2·2DPSEE,PdCl2·2DMPSEE;不同雙亞砜莢醚類萃取劑的萃取能力大小為:DPSEE＞DMPSEE。鹽酸濃度及萃取劑結(jié)構(gòu)不同是造成萃取機(jī)理及配位數(shù)不同的主要原因。相同條件下,對(duì)于萃取二價(jià)鈀離子而言,雙硫醚莢醚類萃取劑的整體萃取效果要強(qiáng)于雙亞砜莢醚類萃取劑。
　　

6、 ⑶在分別以氯仿、二氯甲烷、苯及甲苯為稀釋劑的體系中研究了2,2'-二苯硫基乙醚從鹽酸介質(zhì)中萃取二價(jià)鈀離子的性能及反應(yīng)機(jī)理,詳細(xì)考察了不同因素對(duì)其萃取效果的影響。不同稀釋劑對(duì)2,2'-二苯硫基乙醚萃取二價(jià)鈀離子的能力影響大小如下:氯仿＞二氯甲烷＞苯＞甲苯。當(dāng)鹽酸濃度在0.1mol·dm-3-0.6mol·dm-3范圍內(nèi)時(shí),以氯仿為稀釋劑時(shí)形成的萃合物組成為PdCl2·4DTPEE,其它三種稀釋劑時(shí)形成的萃合物組成均為PdCl2·3DT

7、PEE。結(jié)果表明,稀釋劑不僅影響萃取劑的萃取效率,同時(shí)也影響萃合物的組成。
　　 ⑷以氯仿為稀釋劑時(shí),雙硫醚莢醚類萃取劑對(duì)二價(jià)鈀離子的萃取分配比在實(shí)驗(yàn)酸度范圍內(nèi)隨著鹽酸濃度的增大是先降低后升高的,而雙亞砜莢醚類萃取劑對(duì)二價(jià)鈀離子的萃取分配比在實(shí)驗(yàn)酸度范圍內(nèi)隨著鹽酸濃度的增大是一直降低的;不同稀釋劑時(shí),2,2'-二苯硫基乙醚對(duì)二價(jià)鈀離子的萃取分配比在實(shí)驗(yàn)酸度范圍內(nèi)隨著鹽酸濃度的增大也是一直降低的。這五種萃取劑對(duì)二價(jià)鈀離子的萃取分配