發(fā)布時間：2017-08-13 08:15

  本文關(guān)鍵詞：基于離子液體的咪唑硫酮、硒酮對鉑族金屬的溶劑萃取和配位研究

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【摘要】：離子液體參與的溶劑萃取能夠顯著提高萃取率、促進(jìn)傳質(zhì)并利于兩相分離,但是其作為萃取劑參與的液液萃取通常通過兩相之間的離子交換機理進(jìn)行。為了避免離子交換過程造成的水相污染和離子液體相損失,本研究向疏水性離子液體中加入軟堿類萃取劑硫酮或硒酮,通過絡(luò)合反應(yīng)從水相中萃取鉑族貴金屬。以離子液體作反應(yīng)物,我們合成了多種烷基咪唑硫/硒酮,以疏水性的1-烷基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽離子液體為溶劑,構(gòu)建了萃取有機相。研究了萃取主要影響因素,例如震蕩時間、萃取劑濃度、鹽酸和氯化鈉濃度等對萃取體系的作用。并利用多種表征手段,包括1H NMR,77Se NMR, UV-vis, X射線單晶衍射等分析萃取過程和機理。首先,我們研究了兩類中性萃取劑在離子液體溶劑中對鈀的萃取行為,包括硫酮萃取劑(1,3-二甲基咪唑硫酮)和硒酮萃取劑(1-丁基-3-甲基咪唑硒酮)。兩種萃取劑通過配位方式將Pd(ⅡI)轉(zhuǎn)移到有機相中,比普通的離子交換反應(yīng)萃取平衡到達(dá)時間更迅速,并且萃取效率非常優(yōu)秀。其次,我們總結(jié)出萃取機理為隨著酸度的升高由中性絡(luò)合萃取轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝噪x子締合萃��；而且在合適的萃取劑用量下,鹽酸濃度的改變并不影響萃取率。隨后,為了研究萃合物的組成,我們使用了X射線單晶衍射分析了1：1和1：2配比的鈀-硫酮配合物,并得到了兩種配合物的模擬XRD數(shù)據(jù),與絡(luò)合物的XRD數(shù)據(jù)進(jìn)行對比證明萃取絡(luò)合物中同時存在兩種配比的配合物。我們還通過DFT理論計算出了1：1配比的鈀-硫酮配合物的反式構(gòu)型,通過對比與順式構(gòu)型的分子數(shù)據(jù)及能量證明順式結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,而且由于順式結(jié)構(gòu)的偶極矩更大,更容易出現(xiàn)在以極性離子液體作為有機相的萃取體系中。本論文首次將含硒萃取劑應(yīng)用于溶劑萃取中,與硫酮比較而言,硒酮類萃取劑在離子液體中表現(xiàn)出了更高的萃取能力和更高的選擇性。我們使用了X射線單晶衍射分析了1：1的鈀-硒酮絡(luò)合物,從分子層面解釋了硒原子作為配體原子對萃取能力的影響,并與硫原子作為配體原子的萃取劑進(jìn)行了對比。在研究絡(luò)合數(shù)的組成時,我們首次使用了高效液相色譜測定萃取劑萃取前后的濃度變化,從而直接計算出絡(luò)合數(shù),該方法準(zhǔn)確,相比傳統(tǒng)方法而言可靠性高。最后結(jié)合紫外與77Se{1H}NMR對多種絡(luò)合物和萃取體系進(jìn)行了表征。最后,我們將加入了硒酮1-己基-3-甲基咪唑-2-硒酮的離子液體1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽體系嘗試用于釕銠鈀的互相分離,研究了萃取劑濃度、鹽酸濃度、硝酸濃度等對分離效果的影響,進(jìn)行了三種離子的分步萃取分離。綜上所述,將中性萃取劑硫酮或硒酮與離子液體相結(jié)合作為有機相,不但可以增強整個體系的穩(wěn)定性及萃取性能,同時避免了離子液體參與時造成的離子損失,也降低了工業(yè)應(yīng)用的設(shè)備體積要求。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 硫酮 硒酮 萃取 鉑族金屬
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O658.2
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 萃取原理14-16
• 1.1.1 萃取的基本原理與概念14
• 1.1.2 萃取劑的分類及要求14-15
• 1.1.3 稀釋劑的作用及要求15-16
• 1.2 離子液體及其應(yīng)用16-17
• 1.3 鉑族元素萃取進(jìn)展17-20
• 1.4 本論文選題意義及主要內(nèi)容20-22
• 參考文獻(xiàn)22-27
• 第二章 基于離子液體的硫酮體系萃取鈀的研究27-40
• 2.1 引言27-28
• 2.2 儀器與試劑28
• 2.2.1 試劑28
• 2.2.2 分析技術(shù)28
• 2.3 實驗方法28-30
• 2.3.1 硫酮的合成28-29
• 2.3.2 萃取過程29
• 2.3.3 理論計算方法29-30
• 2.3.4 離子液體與水的平衡測定30
• 2.4 實驗結(jié)果討論30-37
• 2.4.1 振蕩時間對萃取率的影響30-31
• 2.4.2 萃取劑濃度對萃取率的影響31
• 2.4.3 鹽酸濃度對萃取率的影響31-33
• 2.4.4 鈀的反萃33
• 2.4.5 配合物的X射線單晶衍射分析33-35
• 2.4.6 絡(luò)合比的確定35
• 2.4.7 配合物的理論計算35-37
• 2.5 結(jié)論/結(jié)語37-38
• 參考文獻(xiàn)38-40
• 第三章 基于離子液體的硒酮體系萃取鈀的研究40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 儀器與試劑40-41
• 3.2.1 試劑40
• 3.2.2 分析技術(shù)40-41
• 3.3 實驗方法41-42
• 3.3.1 萃取劑的合成41-42
• 3.3.2 萃取過程42
• 3.3.3 單晶生長及測定42
• 3.4 實驗結(jié)果與討論42-49
• 3.4.1 硒酮萃取劑濃度對萃取率的影響42-43
• 3.4.2 鹽酸與氯化鈉濃度對萃取率的影響及萃取機理43-45
• 3.4.3 絡(luò)合數(shù)的確定45-47
• 3.4.4 鈀-硒酮絡(luò)合物單晶解析47-48
• 3.4.5 硒酮對鈀的選擇性研究48-49
• 3.5 結(jié)論/結(jié)語49-50
• 參考文獻(xiàn)50-52
• 第四章 基于離子液體的硒酮萃取體系分離釕銠鈀的研究52-62
• 4.1 引言52-53
• 4.2 儀器與試劑53-54
• 4.2.1 試劑53
• 4.2.2 分析技術(shù)53-54
• 4.3 實驗方法54-55
• 4.3.1 萃取劑的合成54-55
• 4.3.2 萃取過程55
• 4.4 實驗結(jié)果與討論55-59
• 4.4.1 硒酮萃取劑濃度對萃取率的影響55-56
• 4.4.2 鹽酸濃度對釕萃取率及釕/鈀分離效果的影響56
• 4.4.3 硝酸濃度對釕/鈀分離效果的影響56-57
• 4.4.4 萃取劑濃度對釕/鈀分離效果的影響57
• 4.4.5 SnCl_2活化萃取銠57-58
• 4.4.6 釕銠鈀混合離子溶液的互相分離58-59
• 4.5 結(jié)論/結(jié)語59-60
• 參考文獻(xiàn)60-62
• 第五章 總結(jié)62-63
• 5.1 本論文的創(chuàng)新點62
• 5.2 有待研究的問題62-63
• 致謝63-64
• 碩士期間發(fā)表的論文及獲得的榮譽64-80
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表80

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