新型莢醚類萃取劑的設(shè)計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高,導(dǎo)電性、耐蝕性和高溫穩(wěn)定性好,高的高溫強度和抗高溫蠕變能力等優(yōu)點被譽為現(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,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,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)計一直是溶劑萃取的兩個重要方面,因此探索合適的萃取劑和萃取條件對萃取化學(xué)的發(fā)展具有十分重要的意義。含硫類中性萃取劑對鉑族金屬尤其是鈀具有很好的萃取性能,但對于相關(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,對其萃取性能進行了詳細研究,主要內(nèi)容包括以下幾方面：
　　 ⑴合成了2,2'-二苯硫基乙醚(簡寫為DTPEE),2,2'-

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

4、為配位取代機理。結(jié)果表明,以氯仿為稀釋劑時,在所研究的不同鹽酸濃度范圍內(nèi)二價鈀離子與萃取劑分子形成的配位數(shù)目有所不同。當鹽酸濃度在O.1mol·dm-3-0.7mol·md-3范圍內(nèi)時,2,2'-二苯硫基乙醚,2,2'-二對甲苯硫基乙醚,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。而當鹽酸濃度在0.1mol·dm-3-1.0mol·dm-3范圍內(nèi)時,2,2'-二苯亞砜基乙醚,2,2'-二對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)不同是造成萃取機理及配位數(shù)不同的主要原因。相同條件下,對于萃取二價鈀離子而言,雙硫醚莢醚類萃取劑的整體萃取效果要強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)中萃取二價鈀離子的性能及反應(yīng)機理,詳細考察了不同因素對其萃取效果的影響。不同稀釋劑對2,2'-二苯硫基乙醚萃取二價鈀離子的能力影響大小如下:氯仿＞二氯甲烷＞苯＞甲苯。當鹽酸濃度在0.1mol·dm-3-0.6mol·dm-3范圍內(nèi)時,以氯仿為稀釋劑時形成的萃合物組成為PdCl2·4DTPEE,其它三種稀釋劑時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,同時也影響萃合物的組成。
　　 ⑷以氯仿為稀釋劑時,雙硫醚莢醚類萃取劑對二價鈀離子的萃取分配比在實驗酸度范圍內(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二價鈀離子的萃取分配比在實驗酸度范圍內(nèi)隨著鹽酸濃度的增大是一直降低的;不同稀釋劑時,2,2'-二苯硫基乙醚對二價鈀離子的萃取分配比在實驗酸度范圍內(nèi)隨著鹽酸濃度的增大也是一直降低的。這五種萃取劑對二價鈀離子的萃取分配