苯并-15-冠-5和二苯并-14-冠-4的合成及对锂离子的萃取性能研究

发布时间：2020-11-02 14:52

　　 近年来,随着锂离子电池在电子用品及电动汽车领域的广泛应用,废旧锂离子电池大量产生,如何实现废旧锂离子电池的资源化再利用已成为摆在产业可持续发展面前的重要课题。目前湿法技术已成为回收废旧锂离子电池中有价金属元素的主流工艺,但对于废旧锂电池浸出液中锂的回收依然具有一定的难度。本文基于分子识别原理,选用对锂离子具有选择性识别作用的冠醚化合物有效实现了对浸出液中锂离子的萃取分离,主要内容有:(1)通过具有不同结构冠醚化合物与浸出液中金属离子相互作用的量子化学计算,筛选出了对锂离子具有良好选择性的两种冠醚化合物苯并-15-冠-5(B15C5)和二苯并-14-冠-4(DB14C4)。热力学计算表明这两种冠醚化合物能够有效地从含锂、钴、镍、锰的水溶液中选择性萃取锂。(2)采用模板合成法,以邻苯二酚,二乙二醇双-(2-氯乙基)醚为原料,合成了苯并-15-冠-5,产率达70%。为了验证苯并-15-冠-5对锂具有选择性,开展了萃取实验,并获得了最佳萃取条件:pH=6、温度30℃、萃取时间2 h,萃取率为37.23%。(3)采用模板合成法,以邻苯二酚与1,3-二溴丙烷原料合成了二苯并-14-冠-4,产率达35.44%。开展了二苯并14-冠-4对锂的萃取实验,结果表明,在pH=0、温度30℃、萃取时间为1 h的条件下,对锂的萃取率为23.37%。
【学位单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O641.3;TF826.3
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 锂概述
        1.1.1 锂元素
        1.1.2 提锂技术
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池结构
        1.2.2 废旧锂离子电池（SLIBs）的现状
        1.2.3 废旧锂离子电池回收的环保及经济价值
        1.2.4 废旧锂离子电池的回收工艺
    1.3 冠醚化合物
        1.3.1 影响冠醚识别功能的因素
        1.3.2 冠醚的应用
    1.4 本课题的研究意义及内容
第二章 冠醚与金属离子相互作用的量子化学计算
    2.1 概述
    2.2 计算方法
    2.3 冠醚（12C4、15C5、18C6）-Li+配合物的性质
+,Co²⁺,Ni²⁺,Mn²⁺)配合物的性质'>    2.4 B15C5-M(Li⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Mn²⁺)配合物的性质
+,Co²⁺,Ni²⁺,Mn²⁺)配合物的性质'>    2.5 DB14C4-M(Li⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Mn²⁺)配合物的性质
第三章 苯并-15-冠-5的制备及其对锂离子的萃取研究
    3.1 引言
    3.2 苯并-15-冠-5 的合成与表征
        3.2.1 试剂
        3.2.2 仪器
        3.2.3 苯并-15-冠-5 的合成路线
        3.2.4 实验步骤
        3.2.5 B15C5 的结构表征
    3.3 苯并-15-冠-5 对锂离子的萃取研究
        3.3.1 实验步骤
        3.3.2 数据处理及分析
    3.4 小结
第四章 二苯并-14-冠-4的制备及对锂离子的萃取研究
    4.1 引言
    4.2 二苯并-14-冠-4 的合成与表征
        4.2.1 试剂
        4.2.2 仪器
        4.2.3 DB14C4 的合成路线
        4.2.4 实验步骤
        4.2.5 DB14C4 的结构表征
    4.3 二苯并-14-冠-4 对锂离子的萃取研究
        4.3.1 实验部分
        4.3.2 数据处理及分析
    4.4 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陆建平;黄彦明;杨绍美;伍代银;卢志勇;;二氯代乙酰基二苯并-14-冠-4的合成及对锂、钠的萃取研究[J];化学试剂;2011年11期

2 胡蕾;聂丽;张强;王健;严正权;;二甲酰基二苯并-18-冠-6的合成研究[J];安徽化工;2009年06期

3 史艳艳;张峻松;王敏灿;;4′,4″(5″)-二羟甲基二苯并-18-冠-6的合成及方法改进[J];化学试剂;2006年02期

4 杜志伦;刘传芳;严正权;张胜义;;氨基乙酸衍生二苯并-18-冠-6的合成研究[J];化学世界;2006年11期

5 杜瑛,魏星耀,李建章,陈文浚,秦圣英;4(5),4′(5′)二烷酰基二苯并-21-冠-7萃取铯的研究[J];化学研究与应用;2004年03期

6 徐利文,杨立明,王玉玲,李超群;二胺基二苯并-18-冠-6的合成及其改进方法[J];化学世界;2001年04期

7 马美玲,谢明贵,余洛汀,蒋青,李龙章;聚1,10-癸二酮二苯并-14-冠-4的合成[J];合成化学;1997年01期

8 张宪新;刘玉华;周稚仙;;纯化二苯并—18—冠—6的简便新方法[J];郑州大学学报(自然科学版);1987年01期

9 凃永强,侯自杰,李裕林,黄文魁;9-亚胺二苯并型环状碘鎓盐的合成[J];高等学校化学学报;1988年01期

10 杨光弟,孙允秀,张惠祥,张辉;二苯并-18-冠-6-硝化产物异构体的分离及顺式化合物的结构测定[J];高等学校化学学报;1988年06期

相关博士学位论文 前5条

1 杜瑛;二苯并-21-冠-7取代衍生物的合成和在核废料液中的萃铯性能研究[D];四川大学;2004年

2 周广连;Hetero-Diels-Alder反应构筑Rubromycins类化合物中二苯并[5,6]-螺环缩酮骨架的研究[D];兰州大学;2008年

3 徐国强;C-H键直接官能团化合成二苯并[a,f]喹嗪衍生物和手性氟化物的研究[D];兰州大学;2016年

4 魏巍;高价碘催化的环醚化反应研究：二苯并螺环缩酮的构筑新方法[D];兰州大学;2012年

5 宋永彬;新型氧杂蒽和呋喃衍生物的合成及其抗肿瘤活性研究[D];哈尔滨理工大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱美英;苯并-15-冠-5和二苯并-14-冠-4的合成及对锂离子的萃取性能研究[D];安徽工业大学;2019年

2 马俊逸;基于不同母核的C_2—对称稠环及稠杂环化合物的合成与研究[D];华东师范大学;2019年

3 马恒敏;钯催化炔基苯胺串联环化反应生成二苯并咔唑[D];大连理工大学;2018年

4 白中胜;C2-对称的五元杂环并稠环芳香化合物的合成研究[D];华东师范大学;2017年

5 刘建容;二苯并-14—冠-4及其金属络合物结构的理论计算及实验研究[D];成都理工大学;2007年

6 毛晖;超声波合成法制备二苯并-18-冠-6及其络合钾离子的研究[D];成都理工大学;2008年

7 丁丽媛;基于烷基取代的二苯并噻咯荧光小分子和聚合物的合成及表征[D];杭州师范大学;2013年

8 马杰;由四炔构筑稠合二苯并硒酚衍生物的环化反应[D];安徽师范大学;2017年

9 魏中曙;酸催化七元环状亚胺二苯并-1,4-氧氮杂(?)与吲哚以及重氮乙酸酯的反应[D];河南大学;2017年

10 张岩;光催化一锅法合成二苯并吡喃酮的研究[D];广西大学;2016年

本文编号：2867187