含硫萃取剂的合成及其对钯萃取性能的研究

摘要

在本论文中，我们合成了一系列新型不对称烷基亚砜被并首次将其应用于钯的萃取。在不对称烷基亚砜对钯的萃取行为的探讨中我们发现，水相中的盐酸浓度对Pd(Ⅱ)的萃取有显著的影响。随着盐酸浓度的不断增加，Pd(Ⅱ)的萃取率表现出先下降后升高的趋势。我们使用斜率法对影响萃取反应的各因素（氢离子、氯离子、亚砜浓度等）进行了讨论，并结合13C NMR和红外光谱表征探究了该萃取机理。不对称烷基亚砜在低酸度时通过S和O原子混合配位的配位取代机理萃取钯并形成萃合比为2∶1的萃合物;高酸度时通过质子参与的离子缔合机理萃取钯。萃取结构效应分析表明，碳链的增长有助于不对称烷基亚砜萃取能力的提高;支链位阻的增大会明显降低其萃取能力。我们对这些亚砜对钯的萃取反应热力学进行分析并计算得到相关热力学参数，温度的升高有利于萃取反应的进行。此外，有机相中钯的反萃通过氨水很容易实现。
　　异辛基正戊基亚砜(OASO)被应用到盐酸介质中Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)分离中。我们对室温的条件下影响分离过程的各因素进行分析并得出Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)分离的达到最佳分离效果时所需的条件:有机相，0.2 mol L-1OASO;水相中HCl浓度，0.1 mol L-1; Ro∶a=1;萃取时间5分钟。在此条件下分离系数可达279.3。我们讨论了OASO分离Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)的机理，在低盐酸浓度下OASO通过配位取代机理萃取Pd(Ⅱ)且此时和Pt(Ⅳ)之间没有配位作用，所以低酸度条件下分离效果很好;高酸度下OASO均通过质子参与的离子缔合机理萃取Pd(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)，因此高酸度条件下不利于分离。反萃方面，3.0 mol L-1氨水和蒸馏水可以作为负载在有机相中钯和铂的反萃剂，且均具有很好的反萃效果。
　　一组新型硫代酰胺衍生物被合成出来并首次应用于盐酸介质中钯的萃取。水相中盐酸浓度的变化可以明显影响硫代酰胺衍生物萃取Pd(Ⅱ)的反应，硫代酰胺衍生物对Pd(Ⅱ)的萃取率随着盐酸浓度的增加表现出先迅速降低后略有回升的趋势。我们通过等摩尔连续变换法得出，在低盐酸浓度下，硫代酰胺衍生物和Pd(Ⅱ)之间形成了2∶1的配合物并通过配位取代机理萃取Pd(Ⅱ)。水相中的离子强度的不断增大有利于金属有机化合物在有机相中的分配可以对高盐酸浓度条件下Pd(Ⅱ)萃取率的少许回升进行解释。通过对所合成硫代酰胺萃取能力的比较我们得出，取代基碳链的增长有利于硫代酰胺衍生物萃取能力的提高;苯环的引入可降低其萃取能力。此外，有机相中钯的反萃通过0.1 mol L-1硫脲溶于1.0 mol L-1盐酸的溶液很容易实现。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 溶剂萃取简介

1．1．1 溶剂萃取的基本原理和概念

1．1．2 常用萃取剂简介

1．1．3 稀释剂的作用

1．2 铂族金属萃取现状

1．3 钯萃取现状

1．4 该研究面临问题及本课题提出

第二章 含硫萃取剂的合成

2．1 引言

2．2 不对称烷基亚砜的合成

2．2．1 实验试剂与表征手段

2．2．2 合成方法与表征

2．3 硫代酰胺衍生物的合成

2．3．1 实验试剂与表征手段

2．3．2 合成方法与表征

第三章 不对称烷基亚砜对钯萃取行为的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂与材料

3．2．2 分析技术

3．2．3 萃取过程

3．3 结果与讨论

3．3．1 萃取时间的影响

3．3．2 HCl浓度的影响

3．3．3 萃取机理研究

3．3．4 萃取结构效应

3．3．5 萃取热力学分析

3．3．6 钯的反萃

3．4 本章小结

第四章 异辛基正戊基亚砜分离钯和铂的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂与材料

4．2．2 分析技术

4．2．3 萃取分离过程

4．3 结果与讨论

4．3．1 萃取时间的影响

4．3．2 亚砜浓度的影响

4．3．3 HCl浓度的影响

4．3．4 相比的影响

4．3．5 分离机理研究

4．3．6 钯和铂的反萃

4．4 本章小结

第五章 硫代酰胺衍生物对钯萃取行为的研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 实验试剂与材料

5．2．2 分析技术

5．2．3 萃取过程

5．3 结果与讨论

5．3．1 萃取时间的影响

5．3．2 HCl浓度的影响

5．3．3 萃取机理分析

5．3．4 萃取结构效应

5．3．5 钯的反萃

5．4 本章小结

第六章 结束语

6．1 结论

6．2 本论文创新及不足之处

参考文献

附图

致谢

攻读硕士期间发表的论文