新型萃取劑的合成、表征及其對(duì)重金屬萃取性能研究.pdf

1、鉑族及稀土金屬稀少昂貴，加強(qiáng)二次資源中稀有金屬的回收對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。溶劑萃取技術(shù)作為一種有效的提取分離方法在稀有金屬二次資源的回收及有毒金屬離子去除分離的應(yīng)用中得到廣泛重視。研制并篩選高效的萃取劑，研究各種金屬的萃取規(guī)律，準(zhǔn)確掌握體系的萃取機(jī)理，開發(fā)高效的萃取分離工藝是溶劑萃取技術(shù)在稀有金屬二次資源回收及有毒金屬去除分離中的研究重點(diǎn)及方向。本文成功合成出萃取性能優(yōu)異的雙亞砜及雜環(huán)類萃取劑-雙(正辛基亞

2、砜乙基)醚(L1)、雙(異辛基亞砜乙基)醚(L2)、雙(異辛基亞砜乙氧基)乙烷(L3)及雜環(huán)萃取劑N-苯并噻唑基正丁基酰亞胺(BBI)、PMBP縮2-氨基苯并噻唑(PMBP-2-ABT)。論文主要內(nèi)容如下：
　　 用L2、L3對(duì)鹽酸介質(zhì)中的鈀進(jìn)行萃取研究，考察了稀釋劑、鹽酸濃度、氫離子和氯離子濃度等因素對(duì)Pd(Ⅱ)萃取率的影響。在0.5mol·L-1亞砜濃度下，鹽酸濃度從0.1增到1.0 mol·L-1，萃取率E隨酸度的增加逐漸

3、增大；鹽酸濃度在1.0～3.0 mol·L-1之間，萃取率出現(xiàn)一低谷；鹽酸濃度大于3.0 mol·L-1，鈀的萃取率逐漸趨于穩(wěn)定。0.1 mol·L-1。鹽酸酸度下，氯離子濃度的增加不利于鈀的萃取。萃取劑L2、L3對(duì)鈀有優(yōu)異的萃取性能，實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)鈀萃取率分別達(dá)到95.0％、85.0％以上。對(duì)鈀萃取飽和容量分別大于9.600、9.060 g·L-1，比1，4-二(2-乙基己基亞磺酰)丁烷(DEHSOB)、1，6-二(2-乙基己基亞磺酰)

4、己烷(DEHSOH)萃取飽和容量高(后者的飽和容量分別為6.590、7.577 g·L-1)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明分子中間結(jié)構(gòu)為烷氧基的萃取劑L2、L3其分子結(jié)構(gòu)柔韌性及伸展性能要優(yōu)于DEHSOB、DEHSOH(分子中間結(jié)構(gòu)為直鏈烷基)，因而萃合物在磺化煤油中溶解性能較好，水溶性小，三相不易形成，萃取容量大。
　　 在高鹽酸濃度下，L2對(duì)鉑有很好的萃取能力。在酸度4.0 mol·L-1時(shí)，L2對(duì)Pt的萃取率高達(dá)99.0％。L2能很好的萃

5、取分離鈀鉑，在0.1 mol·L-1 HCl酸度下，分離系數(shù)可高達(dá)1.70×104；在4.0 mol·L-1HCl酸度下，分離系數(shù)也可達(dá)35.64。萃鈀合物的紅外光譜分析結(jié)果表明：萃取劑L2、L3在低酸度時(shí)能有效地通過亞砜基氧原子與鈀配位，以中性配位機(jī)理萃取鈀，高酸度時(shí)以離子締合機(jī)理萃取鈀；萃鉑合物的紅外光譜分析結(jié)果表明：高酸度時(shí)L2以離子締合機(jī)理萃取鉑。
　　 BBI能有效萃取分離廢導(dǎo)線溶解液中的鈀，考察了不同的萃取時(shí)間、相比

6、、BBI濃度和鹽酸濃度下的萃取性能：當(dāng)相比(O/A)=1，萃取時(shí)間為5min，BBI濃度0.2 mol·L-1，鹽酸濃度2.0 mol·L-1時(shí)，對(duì)鈀萃取率為98.5％，與銅的萃取分離系數(shù)達(dá)到21890。體系對(duì)Cu有很低的萃取率，而且不萃Ni。萃取分離后，用3％的氯化銨及2 mol·L-1氨水溶液反萃鈀，Pd的直收率達(dá)94.9％，該方法能有效地從廢導(dǎo)線溶解液中回收鈀，對(duì)鈀有極好的選擇性。萃鈀合物的紅外光譜、紫外-可見光譜結(jié)果分析表明：在

7、2 mol·L-1的HCl介質(zhì)中，N-苯并噻唑基正丁基酰亞胺萃取Pd(Ⅱ)的反應(yīng)為酸性離子締合萃取。萃取劑N-苯并噻唑基正丁基酰亞胺易于合成，產(chǎn)品純度高，為雜環(huán)酰亞胺用于鉑族元素的萃取分離提供理論與實(shí)用參考依據(jù)。
　　 BBI氯仿溶液在一定酸度范圍內(nèi)對(duì)Hg2+有良好的萃取能力，通過光譜分析及斜率法確定了萃合物的組成為Hg(BBI)2；控制pH=8～9，通過一次萃取有可能將Hg2+與過渡元素離子Fe3+、Cu2+、Ni2+、Zn2

8、+、Pb2+、Cd2+分離開，說明萃取劑對(duì)Hg2+有良好的選擇性，是萃取汞的特效萃取劑。
　　 萃取劑PMBP縮2-氨基苯并噻唑(PMBP-2-ABT)用于離子液體[C4mim]Cl-K2HPO4雙水相萃取體系。該體系對(duì)重金屬離子Cu2+、Pb2+、Co2+、Ni2+、Zn2+具有較高的萃取率，其效果受pH值的影響較大，不同重金屬達(dá)到萃取平衡時(shí)的pH不同；在單一重金屬和混合溶液中PMBP-2-ABT對(duì)重金屬都表現(xiàn)出較好的萃取選擇

9、性；PMBP-2-ABT萃取金屬離子的機(jī)理可能是通過吡唑啉酮環(huán)羰基和一分子H2O上的兩個(gè)O原子以及亞胺基和苯并噻唑環(huán)上的兩個(gè)N原子與金屬離子成鍵而成。
　　 研究了1-苯基-3-甲基-4-苯甲?；?吡唑琳酮-5縮2-氨基苯并噻唑(PMBP-2-ABT)與中性磷類萃取劑磷酸三丁酯(TBP)在離子液體雙水相體系中對(duì)稀土鑭系離子的萃取行為?？疾炝溯腿舛?、協(xié)萃劑濃度、水相pH值、鹽的加入量及溫度對(duì)萃取分配比的影響。結(jié)果表明：PMBP