不對稱酰胺莢醚類萃取劑的合成及性能研究.pdf

1、新型萃取劑的開發(fā)是萃取化學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容.近年來國內(nèi)外在研究酰胺類萃取劑方面取得了較大進(jìn)展.在酰胺基礎(chǔ)上發(fā)展起來的酰胺莢醚(Amido Podand)類萃取劑對Ln(Ⅲ)和An,(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ)都有良好的萃取能力.酰胺莢醚類萃取劑具有很高的萃取能力,但其結(jié)構(gòu)還不夠優(yōu)化,其配位結(jié)構(gòu)也很不明確,因此對其開展進(jìn)一步研究具有重要意義.本文合成了兩種不對稱四取代酰胺莢醚N,N'-二甲基-N,N'-二己基-3-氧戊二酰胺(DMDHOPDA)和N,N'

2、-二甲基-N,N'-二辛基-3-氧戊二酰胺(DMDOOPDA),并從硝酸濃度、萃取劑濃度和溫度影響三方面對兩種萃取劑對稀土金屬離子的萃取性能作了研究.主要內(nèi)容包括以下方面: (1)開發(fā)了三種制備不對稱仲胺的方法,分別是:乙酸為催化劑NaBH<,4>還原酰胺法;I<,2>催化劑NaBH<,4>還原酰胺法;胺的烷基化法.并在合成不對稱胺的基礎(chǔ)上合成并表征了兩種不對稱四取代酰胺莢醚N,N'-二甲基-N,N'-二己基-3-氧戊二酰胺(D

3、MDHOPDA)和N,N'-二甲基-N,N'-二辛基-3-氧戊二酰胺(DMDOOPDA). (2)研究了兩種酰胺莢醚在硝酸介質(zhì)中萃取三價(jià)鑭系元素的性能及機(jī)理,詳細(xì)考察了硝酸濃度、萃取劑濃度及溫度對萃取分配比的影響,得到的萃取反應(yīng)機(jī)理分別是:煤油:正辛醇為稀釋劑:兩種萃取劑在不同的稀釋劑中萃取機(jī)理是不同的.總體來說在同種稀釋劑中DMDHOPDA比DMDOOPDA更易于配位,萃取能力更強(qiáng),而兩種萃取劑在煤油辛醇體系中都比在氯仿體系中

4、更易配位.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能源自萃取劑自身的位阻有大小和稀釋劑的極性有強(qiáng)弱. (3)兩種萃取劑對三價(jià)鑭系金屬離子的萃取分配比在低酸度下隨萃取劑濃度增大而增大;萃取反應(yīng)都是放熱反應(yīng),低溫有利于萃取.計(jì)算得到萃取反應(yīng)的平衡常數(shù)及熱力學(xué)函數(shù)值.在實(shí)驗(yàn)酸度范圍內(nèi)兩種萃取劑對三價(jià)鑭系金屬離子的萃取分配比隨硝酸濃度的增加而增加. (4)分別以煤油:正辛醇=9:1,氯仿,苯,甲苯,四氯化碳為稀釋劑,考察了稀釋劑對分配比的影響.結(jié)果

5、表明不同稀釋劑中不同萃取劑的萃取分配比隨酸度增大,萃取劑濃度增大表現(xiàn)出相似的規(guī)律;萃取過程均為放熱反應(yīng).在萃取Gd(Ⅲ)時(shí),不同稀釋劑中DMDOOPDA的萃取能力強(qiáng)弱依次為: 四氯化碳>甲苯>苯>氯仿,稀釋劑影響萃取劑的萃取效率,但不影響其萃合物的組成. (5)在一定酸度下, 隨著原子序數(shù)的增加,即隨4f電子的增多,兩種萃取劑在兩種稀釋劑中的分配比都是增加的,而且在一定酸度下相鄰離子的分離系數(shù)比較大,有望實(shí)現(xiàn)稀土離子的分離.