杯[4]芳烃含硫衍生物的合成及其对U(Ⅵ)的萃取性能研究

• 作 者: 蒲移秋
• 机 构: 南华大学
• 出 处: 南华大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 杯[4]芳烃含硫衍生物 合成工艺 结构表征 铀离子 萃取性能

核能作为可持续发展的能源已愈来愈被重视。能源的大力开发也伴随着一定的环境问题，目前，含铀废水的处理是备受关注的领域。杯[4]芳烃衍生物因其独特的结构特点以及易改性的位点已逐渐应用在处理环境问题方面。本文以杯[4]芳烃、1,2-二溴乙烷(98%)、1,3-二溴丙烷(98%)、CH3COSK等为原料，对杯[4]芳烃的下缘羟基位置进行修饰，制备了一系列对叔丁基杯[4]芳烃含硫衍生物，运用FT-IR、核磁等表征手段对其结构进行了分析，并系统探究了化合物c1、c2、e1和e2对各种金属离子的络合性能，以及在以三氯甲烷为溶剂的条件下，探讨了含硫原子基团的对叔丁基杯[4]芳烃衍生物对模拟含铀废水溶液的萃取效果，本文的主要研究内容及结论如下:　　(1)以HCHO、对叔丁基苯酚为反应原料合成了对叔丁基杯[4]芳烃，再以此为原材料，和1,2-二溴乙烷(98%)或1,3-二溴丙烷(98%)、九水硫化钠和CH3COSK逐步合成了化合物c1、c2、e1和e2。　　(2)利用红外光谱（FT-IR）、核磁（13C NMR和1H NMR）对合成的4种物质（化合物c1、c2、e1和e2）进行了表征。红外图谱（FT-IR）数据分析可得，合成的衍生物的特征吸收峰均有出现，核磁图谱数据进一步可确定合成得4种化合物均为目标物质。　　(3)利用UV-Vis光谱法对合成的四种杯[4]芳烃含硫衍生物(c1、c2、e1、e2)进行了络合性能研究，化合物c1、c2、e1和e2与8种金属离子(Cr3+、Mg2+、Ni2+、Ca2+、Pb2+、Na+、Co2+、UO22+)均有一定的络合作用，其中Ca2+、UO22+与化合物c1和化合物c2络合后，吸收峰的位置发生了变化，强度均增强，Co2+、Na+与化合物e1络合后，有较为明显的红移。　　(4)考察了在不同的萃取反应时间、萃取温度、pH值等变量的条件下，化合物c1、c2、e1、e2对铀的提取。结果表现为，化合物萃取含铀溶液的最佳pH值约为4.5，萃取反应时间为90min；温度为298K，而随着整个体系的温度升高，合成的4种衍生物的萃取率在逐渐减弱，表明此类衍生物与铀的络合反应为放热反应。　　(5)探讨了共存阴阳离子（Na+、Pb2+、Mg2+、C2O42-、SO42-等）对萃取铀的影响和多次反萃取试验。结果表明，萃取铀时共存阴阳离子有一定的影响，且阳离子比阴离子大；在循环重复5次试验中，化合物c1、c2、e1和e2仍保持80%左右的反萃取率。