苯并-15-冠-5系列衍生物的合成及萃取分离锂同位素研究

发布时间：2023-04-22 09:09

　　锂同位素⁶Li和⁷Li的有效分离对于核能工业的发展具有战略意义,近年来引起了人们的广泛关注。工业上曾运用锂汞齐法实现了锂同位素的有效分离,但大量剧毒汞的使用,严重地威胁着环境安全和人类健康,该方法目前已被摒弃。由于特定冠醚化合物对碱金属和碱土金属有选择性配位络合能力,且液-液萃取法具有选择性好、工艺设备成熟、易于放大及实现自动控制等优点,以冠醚作为萃取剂,采用液-液萃取法分离锂同位素具有很好的应用前景。为此,本文设计合成了苯并-15-冠-5、4-硝基苯并-15-冠-5、4-氨基苯并-15-冠-5和4-叔丁基苯并-15-冠-5等4种冠醚萃取剂,通过气相色谱仪、红外光谱仪、核磁共振等分析方法确认了合成产物的结构,并系统研究了液-液萃取体系对锂同位素的萃取分离性能,考察了取代基效应、阴离子效应、溶剂效应、温度效应以及相比等因素对冠醚萃取分离能力的影响规律。研究表明,以具有供电子能力氨基为取代基的冠醚化合物对锂具有更强的萃取分离能力。最终建立了液-液萃取分离锂同位素的最优体系和操作条件:以4-氨基苯并-15-冠-5为萃取剂,二氯甲烷为有机相溶剂,在0...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 锂同位素分离方法
        1.1.1 锂汞齐法
        1.1.2 溶剂萃取法
        1.1.3 熔盐电解法
        1.1.4 交换色谱法
        1.1.5 蒸馏分离法
        1.1.6 激光分离法
        1.1.7 热扩散法
    1.2 影响冠醚液-液萃取分离锂同位素的因素
        1.2.1 冠醚分子大小
        1.2.2 冠醚分子取代基
        1.2.3 锂盐阴离子
        1.2.4 反应温度
        1.2.5 溶剂效应
    1.3 课题研究进展和主要研究内容
第2章 苯并-15-冠-5系列衍生物的合成及其表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 苯并-15-冠-5系列衍生物的合成
        2.2.4 苯并-15-冠-5系列衍生物的表征
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
第3章 液-液萃取分离锂同位素的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验步骤
    3.3 影响液-液萃取分离体系的因素
        3.3.1 取代基效应
        3.3.2 相比
        3.3.3 阴离子效应
        3.3.4 溶剂效应
        3.3.5 温度
        3.3.6 pH值
        3.3.7 时间
    3.4 最优液-液萃取分离条件
    3.5 结果与讨论
    3.6 本章小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
附录A 合成苯并-15-冠-5 ¹³C NMR
附录B 合成4-硝基苯并-15-冠-5 ¹³C NMR
附录C 合成4-氨基苯并-15-冠-5 ¹³C NMR
附录D 合成4-叔丁基苯并-15-冠-5 ¹³C NMR
附录E 在学期间发表的学术论文和研究成果
致谢



本文编号：3797344