新型萃取体系在重稀土分离中的应用

发布时间：2017-08-15 12:28

  本文关键词：新型萃取体系在重稀土分离中的应用

  更多相关文章： Cyanex572 重稀土 离子吸附型稀土矿 离子液 协同萃取 浸渍树脂 吸附 硅杂化材料

【摘要】：为了解决稀土分离尤其是重稀土分离工业中存在的问题,在这篇论文中,我们研究和建立了一系列重稀土分离和纯化的新体系和新方法。研究了新型萃取剂Cyanex572对离子型吸附矿中稀土元素的萃取和分离。结果显示,在分离重稀土元素时,Cyanex572比传统萃取剂P507表现出更好的选择性,尤其是在Tm、Yb和Lu三种重稀土元素的富集方面表现出更好的性能。考虑到Cyanex572消耗酸量少、反萃效率高的优点,Cyanex572对富集和分离南方离子吸附型稀土矿中的稀土元素具有工业应用价值。研究了一种新的协同萃取体系,包含有机磷盐阳离子和有机胺盐阳离子的两种离子液萃取剂表现出明显的协同萃取作用。结果显示,该体系对Lu(Ⅲ)表现出良好的协同效果。本文研究了[P_(66614)][EHEHP]和[N_(1888)][BTMPP]不同摩尔比时,协同体系对Lu(Ⅲ)的不同协同因子。研究了该体系对Lu(Ⅲ)的协同萃取机理,该机理为离子缔合机理。研究并计算了协同体系萃取Lu(Ⅲ)的热力学常数。负载Lu(Ⅲ)后的协同体系,可以用盐酸完全实现反萃。这种新型协萃体系,在理论研究及重稀土分离工程应用方面都具有一定的价值。首次报道了离子液萃取剂在固液萃取领域的协同作用。研究表明,包含[P_(66614)][EHEHP]和[N_(1888)][BTMPP]的浸渍树脂吸附Lu(Ⅲ)的分配比显著高于这两种离子液在液液萃取模式中的表现。这种高吸附率可以归因于酸碱耦合双功能化离子液(ABC-BILs)之间的协同作用。此外,该固液萃取体系在吸附过程中没有第三相产生。无乳化及三相是新型离子液基固液萃取优于液液萃取的一个重要优势。此外,还进一步研究了在硅杂化材料(SHM)中掺入功能化离子液萃取剂的协同作用。在硅杂化材料中掺有[P_(66614)][EHEHP]和[N_(1888)][BTMPP]协同体系与掺有单独离子液的体系相比,吸附Lu(Ⅲ)的分配比更高。掺入的功能化离子液在SHM中起到了制孔剂和吸附剂的作用。掺有离子液协同体系的SHM在吸附稀土五个循环后,仍然保持良好的稳定性。吸附过程仍然没有三相产生,这再次证实了无乳化和三相现象是离子基固液吸附方法的一大优点。本文所制备的SHM表现出高效和可持续的特点,具有稀土吸附的潜力应用价值。
【关键词】：Cyanex572 重稀土 离子吸附型稀土矿 离子液 协同萃取 浸渍树脂 吸附 硅杂化材料
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O658.2
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-10
• 绪论10-22
• 一 稀土10-13
• 二 重稀土13-16
• 三 稀土分离新方法16-17
• 四 离子液17-18
• 五 协同萃取18-19
• 六 固液吸附19-20
• 七 本文研究内容及意义20-22
• 第一章 Cyanex572对重稀土的新分离过程研究22-34
• 第—节 前言22-23
• 第二节 材料和方法试剂和仪器23-24
• 2.1 试剂和仪器23
• 2.2 实验方法23-24
• 第三节 结果和讨论24-33
• 3.1 酸度对萃取的影响24-26
• 3.2 单独稀土和混合稀土元素的萃取26-28
• 3.3 对LuCl_3的饱和负载能力28-29
• 3.4 反萃性能29-30
• 3.5 串级萃取30-33
• 第四节 小结33-34
• 第二章 胺盐和磷酸盐型离子液萃取剂[P_(66614)][EHEHP]和[N_(1888)][BTMPP]协同萃取重稀土研究34-48
• 第一节 前言34-35
• 第二节 材料和方法35-37
• 2.1 试剂和仪器35
• 2.2 离子液的合成35-36
• 2.3 萃取实验方法36-37
• 第三节 结果和讨论37-47
• 3.1 [P_(66614)][EHEHP]和[N_(1888)][BTMPP]的协同效果37-39
• 3.2 盐析剂NaCl的影响39
• 3.3 酸度的影响39-40
• 3.4 萃取机理40-44
• 3.5 温度的影响44-45
• 3.6 反萃性能45-46
• 3.7 萃取分离混合重稀土元素46-47
• 第四节 小结47-48
• 第三章 浸渍树脂基离子液协同吸附稀土研究48-64
• 第一节 前言48-49
• 第二节 材料和方法49-51
• 2.1 试剂和仪器49-50
• 2.2 材料制备50
• 2.3 吸附和萃取方法50-51
• 第三节 结果和讨论51-63
• 3.1 浸渍树脂的表征51
• 3.2 空白XAD-7的影响51-52
• 3.3 浸渍树脂中离子液的测定52-53
• 3.4 吸附和萃取的分配对比53-54
• 3.5 吸附和萃取的协同效果对比54-56
• 3.6 吸附现象56-57
• 3.7 吸附机理57-58
• 3.8 红外分析58-59
• 3.9 EDS分析59-60
• 3.10 再生和循环60-61
• 3.11 对混合稀土的协同吸附61-63
• 第四节 小结63-64
• 第四章 离子液在硅杂化材料中对稀土的协同吸附作用研究64-80
• 第一节 简介64-66
• 第二节 材料和方法66-67
• 2.1 试剂和仪器66
• 2.2 硅杂化材料的制备66-67
• 2.3 吸附实验方法67
• 第三节 结果和讨论67-79
• 3.1 硅杂化材料的表征67-70
• 3.2 对Lu的协同效果70-74
• 3.3 吸附机理74-75
• 3.4 红外IR75-76
• 3.5 EDS结果76
• 3.6 吸附现象76-77
• 3.7 SHM的再生和循环77-78
• 3.8 对混合稀土元素的协同效果78-79
• 第四节 小结79-80
• 第五章 结论80-82
• 参考文献82-94
• 攻读学位期间科研成果94-96
• 致谢96-98
• 个人简历98-99

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本文编号：678171