二正己基亚砜和正丁基正辛基亚砜萃金机理的研究

摘要

金是一种重要的稀有贵金属，含金的废料也是宝贵的二次资源，加强二次资源中金的回收对于社会经济的可持续发展、实现循环经济具有重要意义。溶剂萃取是一种从溶液中分离、富集、提取有用物质的有效方法。现今已经被国内外公认为提取分离贵金属的先进方法。萃取剂有醇类、醚类、酯类、胺类、酮类等，亚砜类萃取剂因其具有良好的物理和化学性能而被国内外研究者所重视。从分子结构水平上研究萃取机理显得尤为重要。 本文合成了总碳数为12的两种模型化合物：对称亚砜二正己基亚砜(DHSO)和不对称亚砜正丁基正辛基亚砜(BOSO)。在乙醇的水溶液中，溴代正己烷与硫化钠生成了正二己基硫醚，被双氧水氧化为正二己基亚砜，用重结晶法提纯；用辛硫醇、氢氧化钠与溴丁烷生成正丁基正辛基硫醚，被双氧水氧化为正丁基正辛基亚砜，用重结晶法提纯。两种亚砜均为固体。 用DHSO和BOSO对盐酸介质中的Au(Ⅲ)进行萃取，考察了盐酸浓度、亚砜浓度等因素对Au(Ⅲ)萃取率的影响。亚砜浓度和酸度对萃取率的影响很大，萃取率随亚砜浓度的增加迅速增加；在同等条件下，低酸度时的萃取率较高酸度时低。 红外光谱(FT-IR)及紫外光谱(UV)是国内学者研究亚砜萃取机理时主要的实验手段。在IR和UV谱中，均不易直接观察到H<'+>的存在及变化过程。NMR实验不但可以容易地检测各种氢，而且可以给出萃取剂和萃取配合物的分子结构和动态变化的更丰富的信息。由于相关的NMR现象的复杂性，仍有一些现象没有得到充分的讨论。为了解释NMR实验中的复杂现象，需对NMR波谱作详细的归属。所以我们用核磁共振氢谱(<'1>H-NMR)、核磁共振碳谱(<'13>C-NMR)、二维核磁氢氢相关谱(H-HCOSY)、碳氢近程相关谱(HSQC)、碳氢长程相关谱(HMBC)对合成的化合物进行表征及谱线归属，并结合IR、LC-MS确证其分子结构。在萃取机理的研究中也主要采用了NMR实验方法。 用斜率法测出在低酸度下DHSO和BOSO与Au(Ⅲ)的个数之比均为2:1，用饱和浓度法测出在高酸度下DHSO和：BOSO与Au(Ⅲ)的个数之比均为3:1。根据核磁共振实验现象的分析，我们得知在萃取过程中亚砜与萃取配合物共存，此时始终存在AuCl<,4>在它们之间的快速交换现象。这种交换作用，也有利于Au(Ⅲ)从水相向有机相转移。这种现象也是形成它们的<'1>H-NMR、<'13>C-NMR谱的峰的化学位移及峰形变化特征的主要原因之一。核磁共振波谱实验的分析表明，在低酸度的0.1mol/LHCI时，DHSO和BOSO对Au(Ⅲ)主要是氧配位溶剂化的萃取机理，萃合物的组成为：2DHSO·HAuCl><,4>和2BOSO·HAuCl<,4>；在高酸度的4.0mol/LHCl时，DHSO和BOSO则以离子络合萃取机理萃取Au(Ⅲ)，亚砜中的氧原子与Au(Ⅲ)配位，萃合物组成为[3DHSO…H<,3>O]<'+>·[AuCl<,4><'->]和[3BOSO…H<,3>O]<'+>·[AuCl<,4>]。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪言

1.1金的优点和应用

1.1.1金的性质

1.1.2金的应用

1.2金的回收现状与意义

1.3金的回收技术

1.3.1王水溶解法

1.3.2选择性溶解法

1.3.3络合剂溶解法

1.4金的萃取技术

1.4.1含氧萃取剂

1.4.2含磷萃取剂

1.4.3含氮萃取剂

1.4.4含硫萃取剂

1.5本课题研究主要内容与意义

第二章二正己基亚砜和正丁基正辛基亚砜的合成、含量的测定和萃金性能的研究

2.1实验部分

2.1.1合成实验设备，原料

2.1.2萃取实验试剂和方法

2.2结果与讨论

2.2.1二正己基亚砜的合成、含量的确定和萃金性能的研究

2.2.2正丁基正辛基亚砜的合成、含量的确定和萃金性能的研究

2.3本章小结

第三章亚砜的萃金机理研究

3.1配位数Q值的确定

3.2萃合物成键情况

3.2.1萃合物的核磁共振谱

3.2.2红外光谱

3.2.3萃合物的紫外光谱

3.3本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见