不對(duì)稱(chēng)酰胺莢醚類(lèi)萃取劑的合成及性能研究.pdf

1、新型萃取劑的開(kāi)發(fā)是萃取化學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容.近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在研究酰胺類(lèi)萃取劑方面取得了較大進(jìn)展.在酰胺基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的酰胺莢醚(Amido Podand)類(lèi)萃取劑對(duì)Ln(Ⅲ)和An,(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ)都有良好的萃取能力.酰胺莢醚類(lèi)萃取劑具有很高的萃取能力,但其結(jié)構(gòu)還不夠優(yōu)化,其配位結(jié)構(gòu)也很不明確,因此對(duì)其開(kāi)展進(jìn)一步研究具有重要意義.本文合成了兩種不對(duì)稱(chēng)四取代酰胺莢醚N,N'-二甲基-N,N'-二己基-3-氧戊二酰胺(DMDHOPDA)和N,N'

2、-二甲基-N,N'-二辛基-3-氧戊二酰胺(DMDOOPDA),并從硝酸濃度、萃取劑濃度和溫度影響三方面對(duì)兩種萃取劑對(duì)稀土金屬離子的萃取性能作了研究.主要內(nèi)容包括以下方面: (1)開(kāi)發(fā)了三種制備不對(duì)稱(chēng)仲胺的方法,分別是:乙酸為催化劑NaBH<,4>還原酰胺法;I<,2>催化劑NaBH<,4>還原酰胺法;胺的烷基化法.并在合成不對(duì)稱(chēng)胺的基礎(chǔ)上合成并表征了兩種不對(duì)稱(chēng)四取代酰胺莢醚N,N'-二甲基-N,N'-二己基-3-氧戊二酰胺(D

3、MDHOPDA)和N,N'-二甲基-N,N'-二辛基-3-氧戊二酰胺(DMDOOPDA). (2)研究了兩種酰胺莢醚在硝酸介質(zhì)中萃取三價(jià)鑭系元素的性能及機(jī)理,詳細(xì)考察了硝酸濃度、萃取劑濃度及溫度對(duì)萃取分配比的影響,得到的萃取反應(yīng)機(jī)理分別是:煤油:正辛醇為稀釋劑:兩種萃取劑在不同的稀釋劑中萃取機(jī)理是不同的.總體來(lái)說(shuō)在同種稀釋劑中DMDHOPDA比DMDOOPDA更易于配位,萃取能力更強(qiáng),而兩種萃取劑在煤油辛醇體系中都比在氯仿體系中

4、更易配位.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能源自萃取劑自身的位阻有大小和稀釋劑的極性有強(qiáng)弱. (3)兩種萃取劑對(duì)三價(jià)鑭系金屬離子的萃取分配比在低酸度下隨萃取劑濃度增大而增大;萃取反應(yīng)都是放熱反應(yīng),低溫有利于萃取.計(jì)算得到萃取反應(yīng)的平衡常數(shù)及熱力學(xué)函數(shù)值.在實(shí)驗(yàn)酸度范圍內(nèi)兩種萃取劑對(duì)三價(jià)鑭系金屬離子的萃取分配比隨硝酸濃度的增加而增加. (4)分別以煤油:正辛醇=9:1,氯仿,苯,甲苯,四氯化碳為稀釋劑,考察了稀釋劑對(duì)分配比的影響.結(jié)果

5、表明不同稀釋劑中不同萃取劑的萃取分配比隨酸度增大,萃取劑濃度增大表現(xiàn)出相似的規(guī)律;萃取過(guò)程均為放熱反應(yīng).在萃取Gd(Ⅲ)時(shí),不同稀釋劑中DMDOOPDA的萃取能力強(qiáng)弱依次為: 四氯化碳>甲苯>苯>氯仿,稀釋劑影響萃取劑的萃取效率,但不影響其萃合物的組成. (5)在一定酸度下, 隨著原子序數(shù)的增加,即隨4f電子的增多,兩種萃取劑在兩種稀釋劑中的分配比都是增加的,而且在一定酸度下相鄰離子的分離系數(shù)比較大,有望實(shí)現(xiàn)稀土離子的分離.