论文部分内容阅读
新型萃取剂的开发是萃取化学发展的重要内容。近年来国内外在研究酰胺类萃取剂方面取得了较大进展。在酰胺基础上发展起来的酰胺荚醚(AmidoPodand)类萃取剂对Ln(Ⅲ)和An(Ⅲ，Ⅳ,Ⅵ)都有良好的萃取能力。酰胺荚醚类萃取剂具有很高的萃取能力，但其结构还不够优化，其配位结构也很不明确，因此对其开展进一步研究具有重要意义。本文合成了对称四取代酰胺荚醚N,N,N’，N’-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBOPDA)和不对称四取代酰胺荚醚N，N’-二甲基-N，N’-二苯基-3-氧戊二酰胺(MPhOPDA)，并从硝酸浓度、萃取剂浓度和温度三方面对两种萃取剂对稀土金属离子的萃取性能作了研究。主要内容包括以下方面：
(1)合成并表征了对称四取代酰胺荚醚N,N,N’，N’-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBOPDA)和不对称四取代酰胺荚醚N，N’-二甲基-N，N’-二苯基-3-氧戊二酰胺(MPhOPDA)。
(2)研究了两种酰胺荚醚在硝酸介质中萃取三价镧系元素的性能及机理，详细考察了硝酸浓度、萃取剂浓度及温度对萃取分配比的影响，得到的萃取反应机理分别是：
M3++3NO3-+3TBOPDA===M(NO3)3·3TBOPDAM3++3NO3-+MPhOPDA===M(NO3)3·MPhOPDA两种萃取剂的萃取机理是不同的，一个镧系金属离子与三个TBOPDA分子配位，而一个镧系金属离子与一个MPhOPDA分子配位。产生这种结果可能是两种萃取剂的配位能力差异所致，是萃取剂和硝酸根竞争配位的结果。带有苯环的不对称酰胺荚醚MPhOPDA萃取能力小于对称四取代酰胺荚醚TBOPDA。
(3)两种萃取剂对三价镧系金属离子的萃取分配比在低酸度下随萃取剂浓度增大而增大；萃取反应都是放热反应，低温有利于萃取，计算得到萃取反应的平衡常数及热力学函数值。在实验酸度范围内TBOPDA对三价镧系金属离子的萃取分配比随硝酸浓度的增加而增加；MPhOPDA对三价镧系金属离子的萃取分配比随硝酸浓度的增加先增大后减小。
(4)不同稀释剂中TBOPDA对稀土离子的萃取受到硝酸的浓度、萃取剂的浓度以及萃取温度的影响。
在萃取Sm(Ⅲ)时，不同稀释剂中TBOPDA萃取能力的强弱依次为：二甲苯＞四氯化碳＞甲苯＞苯＞氯仿
萃取Gd(Ⅲ)时，不同稀释剂中TBOPDA的萃取能力强弱依次为：二甲苯＞四氯化碳＞甲苯＞氯仿
除在氯仿中TBOPDA与Gd(Ⅲ)的萃合物组成为Gd(NO3)3·TBOPDA，在实验过的其他稀释剂中萃合物组成均为M(NO3)3·3TBOPDA，拟合得到稀释剂的参数与萃取平衡常数关系式。
(5)合成的酰胺荚醚类萃取剂比普通双酰胺萃取效果大大提高，具有进一步研究的价值，在稀土金属萃取和分离方面显示出很好的应用前景。