关键词:
硫代杯芳烃
贵金属
液-液萃取
上沿修饰
硫醚
氧醚
摘要:
贵金属物理和化学性能优异,在生产生活中应用广泛。经过工业的发展,大量二次资源被废弃在城市各个角落,形成“城市矿山”。而这些废弃物中具有一定含量的贵金属,运用各种技术对贵金属进行回收具有重要的意义。液-液萃取技术以其操作简单、能耗低、效率高等优点得到了工业上广泛的应用。萃取剂是液-液萃取中最关键的一部分。各种萃取剂被合成以用于贵金属的捕捉与回收,但部分萃取剂萃取时间长,选择性差。因此,开发具有反应速度快、萃取能力强、选择性高等优点的萃取剂具有重要意义。硫代杯芳烃(TCA)是一种酚结构与硫原子缩合而成的大环化合物,具有一定大小的空腔、修饰位点多样等特点,使得其在贵金属萃取方面具有重要的应用前景。基于以上背景,本论文以四氯甲基硫代杯[4]芳烃为原料,与含有特定基团的碱金属盐反应,合成了多种上沿修饰的硫代杯[4]芳烃衍生物,用于对Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)的萃取和分离。主要结论如下:以四氯甲基硫代杯[4]芳烃为原料,与甲硫醇钠或乙硫醇钠反应,得到上沿修饰的硫代杯[4]芳烃衍生物TCAMT和TCAET,并在稀释剂为二氯甲烷的萃取体系中考察了两种萃取剂对Au(III)和Pd(Ⅱ)的萃取性能。结果表明,萃取剂TCAMT在0.1-4 mol/L的盐酸浓度下都可以对Au(III)和Pd(Ⅱ)定量萃取,而萃取剂TCAET在0.1 mol/L的盐酸浓度下可以对Au(III)和Pd(Ⅱ)定量萃取;两个萃取剂在选择性实验中对Au(III)和Pd(Ⅱ)都有高选择性,在萃取-洗涤-反萃循环五次后对Au(III)和Pd(Ⅱ)的萃取率仍在94%以上。通过Job’s法研究了萃取剂和贵金属的配位比,结果表明,在TCAMT体系中,TCAMT:Au(III)=1:2,TCAMT:Pd(Ⅱ)=2:3;在TCAET体系中,TCAET:Au(III)=2:3,TCAET:Pd(Ⅱ)=1:1。以四氯甲基硫代杯[4]芳烃为原料,与乙二醇丁醚钠盐反应,得到上沿修饰的硫代杯[4]芳烃衍生物TCABOMO,并在有机溶剂为二氯甲烷的萃取体系中考察了此萃取剂对Au(III)的萃取性能。结果表明,萃取剂对Au(III)有较好的萃取能力;在选择性实验中对Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)均不萃取。通过一系列条件实验和表征手段研究了萃取剂和Au(III)的萃取机理。研究表明,萃取机理为离子缔合机理,且TCABOMO:Au(III)=1:1。以四氯甲基硫代杯[4]芳烃为原料,与正丁醇钠反应,得到上沿修饰的硫代杯[4]芳烃衍生物TCABO,并在有机溶剂为乙酸丁酯的萃取体系中考察了此萃取剂对Au(III)的萃取性能。结果表明,萃取剂对Au(III)有较好的萃取能力;在选择性实验中对Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)均不萃取。通过斜率法研究了萃取剂与Au(III)的配位比为2:3。