酰胺莢醚類萃取劑的合成及性能研究.pdf

1、新型萃取劑的開發(fā)是萃取化學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容。近年來國內(nèi)外在研究酰胺類萃取劑方面取得了較大進展。在酰胺基礎(chǔ)上發(fā)展起來的酰胺莢醚(AmidoPodand)類萃取劑對Ln(Ⅲ)和An(Ⅲ，Ⅳ,Ⅵ)都有良好的萃取能力。酰胺莢醚類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，因此對其開展進一步研究具有重要意義。本文合成了對稱四取代酰胺莢醚N,N,N’，N’-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBOPDA)和不對稱四取代酰胺莢醚N，N’-

2、二甲基-N，N’-二苯基-3-氧戊二酰胺(MPhOPDA)，并從硝酸濃度、萃取劑濃度和溫度三方面對兩種萃取劑對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)合成并表征了對稱四取代酰胺莢醚N,N,N’，N’-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBOPDA)和不對稱四取代酰胺莢醚N，N’-二甲基-N，N’-二苯基-3-氧戊二酰胺(MPhOPDA)。 (2)研究了兩種酰胺莢醚在硝酸介質(zhì)中萃取三價鑭系元素的性能及機理，詳細

3、考察了硝酸濃度、萃取劑濃度及溫度對萃取分配比的影響，得到的萃取反應(yīng)機理分別是： M3++3NO3-+3TBOPDA===M(NO3)3·3TBOPDAM3++3NO3-+MPhOPDA===M(NO3)3·MPhOPDA兩種萃取劑的萃取機理是不同的，一個鑭系金屬離子與三個TBOPDA分子配位，而一個鑭系金屬離子與一個MPhOPDA分子配位。產(chǎn)生這種結(jié)果可能是兩種萃取劑的配位能力差異所致，是萃取劑和硝酸根競爭配位的結(jié)果。帶有苯環(huán)的

4、不對稱酰胺莢醚MPhOPDA萃取能力小于對稱四取代酰胺莢醚TBOPDA。 (3)兩種萃取劑對三價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。在實驗酸度范圍內(nèi)TBOPDA對三價鑭系金屬離子的萃取分配比隨硝酸濃度的增加而增加；MPhOPDA對三價鑭系金屬離子的萃取分配比隨硝酸濃度的增加先增大后減小。 (4)不同稀釋劑中TBOPDA對

5、稀土離子的萃取受到硝酸的濃度、萃取劑的濃度以及萃取溫度的影響。 在萃取Sm(Ⅲ)時，不同稀釋劑中TBOPDA萃取能力的強弱依次為：二甲苯＞四氯化碳＞甲苯＞苯＞氯仿 萃取Gd(Ⅲ)時，不同稀釋劑中TBOPDA的萃取能力強弱依次為：二甲苯＞四氯化碳＞甲苯＞氯仿 除在氯仿中TBOPDA與Gd(Ⅲ)的萃合物組成為Gd(NO3)3·TBOPDA，在實驗過的其他稀釋劑中萃合物組成均為M(NO3)3·3TBOPDA，擬合得到稀