新型钯萃取剂的合成及萃取钯性能和机理的研究

发布时间：2017-10-14 21:00

  本文关键词：新型钯萃取剂的合成及萃取钯性能和机理的研究

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【摘要】：本文提供了一种以新型杂环化合物为萃取剂,溶剂萃取分离钯的新方法,论文还对萃取和反萃机理进行了研究,丰富和发展萃取化学的理论。合成了2-庚基硫代-5-甲基-1,3,4-噻二唑(HPTMT)、2-甲基-5-辛基硫代-1,3,4-噻二唑(MOTT)、2-己基亚砜-5-甲基-1,3,4-噻二唑(HSMT)、2-甲基-5-辛基亚砜-1,3,4-噻二唑(MOST)、2,5-双己基亚砜-1,3,4-噻二唑(BHXST)、2,5-双庚基亚砜-1,3,4-噻二唑(BHPST)、2,5-双辛基亚砜-1,3,4-噻二唑(BOST)七种噻二唑类及一种甲基丁基苯并恶唑(MBBX)萃取剂,并对它们的结构进行了表征。以噻二唑类及苯并恶唑类杂环化合物为萃取剂建立了四个溶剂萃取钯的新体系,对包括稀释剂的种类、萃取剂的浓度、酸度、相比、萃取所需时间、萃取容量、反萃条件、改性剂用量、重复使用性等各种萃取参数进行了研究。比较2-己基硫代-5-甲基-1,3,4-噻二唑(HXTMT)、2,5-双己基硫代-1,3,4-噻二唑(BHXTT)和2-己基亚砜-5-甲基-1,3,4-噻二唑(HSMT)三个噻二唑萃取Pd(Ⅱ)的新体系,三种结构的噻二唑在0.1 mol/L的HCl介质中,均对Pd(Ⅱ)具有较佳萃取性能,两相接触时间均为10 min,相比均为1：1,萃取率均≥98.0%,酸性硫脲为有效反萃剂,反萃率均大于96.0%。Pd(Ⅱ)与Pt(Ⅳ)、Fe3+、Cu2+、Ni2+、Rh(Ⅲ)等金属离子分离系数(βPd/M)均大于103。三个体系具有较佳的重复使用性能,Pd(Ⅱ)与Pt(Ⅳ)、Fe3+、Cu2+、Ni2+、Rh(Ⅲ)等金属离子分离系数(βPd/M)均大于103。噻二唑类萃取剂能实现汽车废催化剂浸出液中Pd(Ⅱ)的有效分离。研究结果显示,在0.1 mol/L的HC1介质中,MBBX萃取Pd(Ⅱ)的萃取率99.0%,然而反萃较为困难。紫外光谱、红外光谱及斜率法等研究显示,噻二唑类及苯并恶唑类杂环化合物萃取Pd(Ⅱ)均为配位取代机理。首次成功得到甲基丁基苯并恶唑(MBBX)-Pd(II)单晶和硫脲-Pd(Ⅱ)单晶。实现了从分子层面研究萃取和反萃钯的机理,(MBBX)-Pd(II)晶体结构显示,MBBX通过氮原子与Pd(Ⅱ)配位,萃合物以钯原子为中心呈对称平面正方形结构,组成为：N Pd(Ⅱ):NMBBX=1:2。
【关键词】：噻二唑化合物 苯并恶唑化合物 钯 溶剂萃取 分离
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O658.2;O614.823
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 铂族金属资源状况及分布11-13
• 1.1.1 铂族金属资源在世界的储量及分布情况11
• 1.1.2 铂族金属资源在中国的储量及分布情况11-13
• 1.2 钯的分离提取技术进展13-16
• 1.2.1 沉淀法14
• 1.2.2 离子交换法14-15
• 1.2.3 吸附法15
• 1.2.4 液膜法15
• 1.2.5 萃取法15-16
• 1.3 铂族金属萃取现状与进展16-17
• 1.3.1 钯萃取技术的进展17
• 1.4 本课题研究的主要内容及意义17-19
• 第二章 新萃取剂的合成及表征19-47
• 2.1 实验部分20-21
• 2.1.1 化学试剂20
• 2.1.2 所用实验仪器和设备20-21
• 2.2 新化合物的合成及表征21-46
• 2.2.1 2-庚基硫代-5-甲基-1,3,4-噻二唑(HPTMT)的合成与结构表征21-24
• 2.2.2 2-甲基-5-辛基硫代-1,3,4-噻二唑(MOTT)的合成及结构表征24-27
• 2.2.3 2-己基亚砜-5-甲基-1,3,4-噻二唑(HSMT)的合成及结构表征27-31
• 2.2.4 2-甲基-5-辛基亚砜-1,3,4-噻二唑(MOST)的合成及结构表征31-34
• 2.2.5 2,5-双己基亚砜-1,3,4-噻二唑(BHXST)的合成及结构表征34-37
• 2.2.6 2,5-双庚基亚砜-1,3,4-噻二唑(BHPST)的合成及结构表征37-40
• 2.2.7 2,5-双辛基亚砜-1,3,4-噻二唑(BOST)的合成及结构表征40-43
• 2.2.8 甲基丁基苯并恶唑(MBBX)的合成及结构表征43-46
• 2.3 本章小结46-47
• 第三章 HXTMT萃取Pd(Ⅱ)的性能研究47-65
• 3.1 实验部分47-48
• 3.1.1 化学试剂47
• 3.1.2 实验仪器47
• 3.1.3 所需试液的配制47-48
• 3.1.4 萃取实验与分析方法48
• 3.2 HXTMT对PdCl_4~(2-)萃取性能的研究48-57
• 3.2.1 稀释剂的选择48-49
• 3.2.2 正辛醇对HXTMT萃取PdCl_4~(2-)的影响49
• 3.2.3 HXTMT浓度对PdCl_4~(2-)萃取性能的影响49-50
• 3.2.4 HCl浓度对PdCl_4~(2-)萃取性能的影响50-51
• 3.2.5 萃取时间对PdCl_4~(2-)萃取性能的影响51-52
• 3.2.6 相比对HXTMT萃取性能的影响52
• 3.2.7 载Pd(Ⅱ)有机相的反萃52-54
• 3.2.8 对HXTMT重复使用性能的研究54-55
• 3.2.9 HXTMT对PdCl_4~(2-)的萃取容量实验55
• 3.2.10 HXTMT对不同金属离子的萃取55-56
• 3.2.11 HXTMT用于汽车废催化剂浸出液的分离56-57
• 3.3 HXTMT对PdCl_4~(2-)萃取机理的研究57-60
• 3.3.1 紫外光谱分析57
• 3.3.2 红外光谱分析57-58
• 3.3.3 测定HXTMT-Pd(Ⅱ)的萃取方程式58-60
• 3.4 硫脲反萃有机相中Pd(Ⅱ)的机理研究60-63
• 3.5 本章小结63-65
• 第四章 BHXTT萃取Pd(Ⅱ)的性能研究65-77
• 4.1 实验部分65-66
• 4.1.1 化学试剂65
• 4.1.2 实验仪器65
• 4.1.3 实验所用试液的配制65-66
• 4.1.4 萃取实验及分析方法66
• 4.2 BHXTT萃取PdCl_4~(2-)的性能研究66-73
• 4.2.1 不同稀释剂对BHXTT萃取PdCl_4~(2-)性能的影响66
• 4.2.2 BHXTT浓度对PdCl_4~(2-)萃取性能的影响66-67
• 4.2.3 不同HCl浓度对BHXTT萃取PdCl_4~(2-)性能的影响67-68
• 4.2.4 相比对BHXTT萃取PdCl_4~(2-)性能的影响68-69
• 4.2.5 萃取时间对BHXTT萃取PdCl_4~(2-)性能的研究69
• 4.2.6 硫脲浓度对有机相中PdCl_4~(2-)反萃率的影响69-70
• 4.2.7 时间对硫脲反萃PdCl_4~(2-)的影响70-71
• 4.2.8 BHXTT萃取PdCl_4~(2-)的重复使用实验71
• 4.2.9 BHXTT萃取PdCl_4~(2-)的饱和萃取容量71-72
• 4.2.10 BHXTT对不同金属离子的萃取72-73
• 4.2.11 BHXTT用于汽车废催化剂浸出液的分离73
• 4.3 BHXTT对PdCl_4~(2-)萃取机理的研究73-76
• 4.3.1 萃合物的紫外光谱分析73-74
• 4.3.2 萃合物的红外光谱分析74-75
• 4.3.3 测定BHXTT-Pd(Ⅱ)的萃取方程式75-76
• 4.4 本章小结76-77
• 第五章 HSMT萃取Pd(Ⅱ)的性能研究77-89
• 5.1 实验部分77
• 5.1.1 化学试剂77
• 5.1.2 实验仪器77
• 5.1.3 试液的配制77
• 5.1.4 萃取实验与分析方法77
• 5.2 HSMT对PdCl_4~(2-)萃取情况的研究77-85
• 5.2.1 稀释剂种类的选择77-78
• 5.2.2 正辛醇对HSMT萃取Pd(Ⅱ)萃取性能的影响78
• 5.2.3 HSMT浓度对萃取PdCl_4~(2-)性能的影响78-79
• 5.2.4 HCl对HSMT萃取Pd(Ⅱ)性能的影响79-80
• 5.2.5 相比的影响80
• 5.2.6 时间对PdCl_4~(2-)萃取性能的影响80-81
• 5.2.7 硫脲浓度对有机相中PdCl_4~(2-)反萃率的影响81-82
• 5.2.8 时间对硫脲反萃PdCl_4~(2-)性能的影响82
• 5.2.9 HSMT萃取PdCl_4~(2-)的重复使用实验82-83
• 5.2.10 HSMT萃取PdCl_4~(2-)的萃取容量83-84
• 5.2.11 HSMT应用于多种金属离子的分离84-85
• 5.2.12 HSMT用于汽车废催化剂浸出液的分离85
• 5.3 HSMT萃取Pd(Ⅱ)的机理研究85-88
• 5.3.1 萃合物的紫外光谱分析85-86
• 5.3.2 萃合物的红外光谱86-87
• 5.3.3 测定HSMT-Pd(Ⅱ)的萃取方程式87-88
• 5.4 本章小结88-89
• 第六章 甲基丁基苯并恶唑萃取PdCl_4~(2-)的性能研究89-99
• 6.1 实验部分89
• 6.1.1 化学试剂89
• 6.1.2 实验仪器89
• 6.1.3 溶液的配制89
• 6.1.4 萃取实验与分析方法89
• 6.2 MBBX对PdCl_4~(2-)萃取性能的研究89-93
• 6.2.1 稀释剂的选择89
• 6.2.2 MBBX的浓度对PdCl_4~(2-)萃取性能的影响89-90
• 6.2.3 HCl浓度对MBBX萃取PdCl_4~(2-)性能的影响90-91
• 6.2.4 相比对MBBX萃取PdCl_4~(2-)性能的影响91-92
• 6.2.5 时间对MBBX萃取PdCl_4~(2-)性能的影响92
• 6.2.6 载Pd(Ⅱ)有机相的反萃92-93
• 6.3 萃取机理的研究93-98
• 6.3.1 紫外光谱分析93-94
• 6.3.2 萃合物的红外光谱94
• 6.3.3 萃合物MBBX-Pd(Ⅱ)的晶体结构94-98
• 6.4 本章小结98-99
• 第七章 结论及创新点99-101
• 参考文献101-108
• 附录：硕士期间发表论文108-109
• 致谢109

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