液—液萃取分离体系分子间相互作用的光谱研究

发布时间：2022-02-22 15:42

　　从微观角度来看,分离体系中分子之间的相互作用决定着分离的结果和效率对分离体系中分子间相互作用的认识,有助于控制和选择最佳的分离工艺,因此开展分离体系中分子间相互作用的研究意义重大。本论文采用光谱方法,从分子层次研究了有机膦萃取体系中萃取剂分子-无机盐离子的界面相互作用,双水相萃取体系中聚合物和金属离子的相互作用。基于异步相关谱,提出了检测分离体系中分子间弱相互作用的新方法,并把这些方法应用于了解不同萃取剂分子间的偶极-偶极相互作用、金属离子和萃取剂分子间的离子-偶极相互作用以及双水相萃取体系中聚合物和蛋白质之间的相互作用。主要研究内容与结果如下：利用红外反射光谱、和频光谱和31P核磁谱对三辛基氧膦（TOPO）和萃原液中共存离子的界面相互作用进行了研究。实验结果表明,在高浓度时（≥4M）,半径小,带电量高的Mg2+会促使界面上TOPO分子的去水化,减小TOPO与下相溶液的接触,因此,高浓度的镁离子会降低TOPO对目标金属离子的萃取率。而极化率高,体积大的SCN-有利于界面上TOPO分子的水化,因此可增强TOPO与下相水溶液的接触,使TOPO的萃取率提高。该研究从分子水平解释了共存离子对有... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：195 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 前言
    1.2 从分子间相互作用认识无机盐离子的作用机理
        1.2.1 间接作用机理
        1.2.2 直接作用机理
    1.3 界面分子间相互作用的光谱表征方法
        1.3.1 红外反射吸收光谱
        1.3.2 和频振动光谱(SFG)
    1.4 二维相关谱以及在探究弱分子间相互作用中的应用
        1.4.1 二维相关谱的基本思想
        1.4.2 二维相关谱的发展过程
        1.4.3 基于二维相关谱的新方法
        1.4.4 AOSD方法
    1.5 本论文的意义和工作计划
2 有机膦萃取体系的界面分子间相互作用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料和试剂
        2.2.2 红外反射光谱表征
        2.2.3 和频光谱表征
        2.2.4 ~(31)P NMR表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 红外反射光谱的可靠性验证
        2.3.2 不同阳离子与TOPO的界面相互作用
        2.3.3 不同阴离子与TOPO的界面相互作用
        2.3.4 SCN~-对待萃金属离子和TOPO界面相互作用的影响
        2.3.5 Mg~(2+)和SCN~-对TOPO萃取率的影响
    2.4 小结
3 双水相萃取体系中无机盐离子与聚合物间的相互作用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料和试剂
        3.2.2 红外和拉曼测试
        3.2.3 核磁测试
        3.2.4 ICP-OES分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 红外表征结果
        3.3.2 拉曼表征结果
        3.3.3 ~(23)Na核磁表征结果
        3.3.4 ICP-OES分析结果
    3.4 小结
4 ASMR方法及其在探究分离体系中分子间弱相互作用的应用
    4.1 引言
    4.2 新参比的提出
    4.3 实验部分
        4.3.1 模拟体系
        4.3.2 实际体系
    4.4 结果和讨论
        4.4.1 相比于AOSD谱,ASMR谱具有更高的信噪比
        4.4.2 进一步提高ASMR谱的信噪比
        4.4.3 ASMR谱应用于弱分子间相互作用的检测
    4.5 小结
5 ASAP方法及其在探究分离体系中分子间弱相互作用的应用
    5.1 引言
    5.2 ASAP方法的提出
    5.3 实验部分
        5.3.1 药品
        5.3.2 仪器
        5.3.3 计算程序
    5.4 结果和讨论
        5.4.1 仅当P含有特征峰,ASAP方法可用来反映P物质的峰强变化
        5.4.2 ASAP方法在辨别复杂谱图变化方面的应用
    5.5 小结
6 MWASMR方法及其在求解相互作用两物质摩尔比的应用
    6.1 引言
    6.2 MWASMR方法
    6.3 实验部分
        6.3.1 药品
        6.3.2 仪器
        6.3.3 计算程序
    6.4 结果与讨论
        6.4.1 模拟体系实验
        6.4.2 实际体系实验
    6.5 小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 创新之处
    7.3 进一步研究的建议
符号表
参考文献
附录A ASMR谱MATLAB程序
附录B ASAP方法MATLAB程序
附录C MWASMR方法的数学分析
附录D MWASMR方法MATLAB程序
个人简历及发表文章目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Hofmeister离子序列及其调控水溶液中大分子溶质行为的作用机制[J]. 李晓佩,黄昆,林洁媛,徐怡庄,刘会洲.  化学进展. 2014(08)
[2]盐湖卤水提锂的研究进展[J]. 彭正顺,严玉顺,姜长印,万春荣,高海春.  化学通报. 1997(12)

博士论文
[1]液相与界面中分子间相互作用的理论研究[D]. 付岑峰.中国科学技术大学 2014
[2]和频光谱研究空气/电解质及染料分子水溶液界面的取向与结构[D]. 邓罡华.中国科学技术大学 2013
[3]几种典型体系分子间相互作用的理论研究[D]. 王伟周.四川大学 2004

硕士论文
[1]和频光谱双偏振角方法对手性分子气液界面的定量分析[D]. 魏锋.中国科学技术大学 2010



本文编号：3639750