盐酸体系中3-氧戊二酰胺类萃取剂对稀土元素的萃取行为研究

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稀土元素被誉为当代社会的“工业石油”，被广泛应用于航天、磁性材料、电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。随着对稀土元素研究的深入，人们对稀土元素纯度的要求也与日俱增。稀土元素的分离提纯先后也经历了分步法、离子交换法和溶剂萃取法等阶段。由于溶剂萃取法具有提取效率高、分离效果好、试剂耗量少、生产能力大、回收率高、设备简单且生产过程易于实现自动化连续化等优点，被研究工作者们广泛地研究与应用。
　　溶剂萃取在生产实际中的应用，给萃取化学提出了许多研究课题，研制新型萃取剂成为应用的重点。酰胺类萃取剂被认为是替代含磷类萃取剂的新型萃取剂，其结构-性质关系已经得到了广泛的研究，对f区元素的的萃取具有很大潜力。目前酰胺类萃取剂在硝酸介质中的研究已经十分全面，其他介质的研究尚未广泛展开。本文主要研究酰胺类萃取剂中最具有应用前景的一类--3-氧戊二酰胺，并对其结构-性质关系以及稀释剂对萃取效果的影响等方面进行研究，主要完成如下的工作：
　　 1．两种3-氧戊二酰胺类萃取剂的合成及表征：N,N,N’,N'-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBOPDA),N,N'-二甲基-N,N'-二苯基-3-氧戊二酰胺(DMDPhOPDA)，并应用高效液相色谱、傅里叶红外光谱、核磁共振、元素分析等手段进行纯度的测定以及结构的表征。
　　 2．研究了这两种3-氧戊二酰胺类萃取剂在盐酸介质中萃取稀土元素萃取性能及机理，考察了盐酸浓度、萃取剂浓度、温度等因素对萃取效果的影响，并通过红外谱图分析配位情况。
　　 3．通过萃取剂结构上的不同分析其萃取效果的差异，得出结论：在盐酸体系中，N,N,N’，N'-四丁基-3-氧戊二酰胺(TBOPDA)的萃取效果明显大于N,N'-二甲基-N,N'-二苯基-3-氧戊二酰胺(DMDPhOPDA)，说明酰胺上苯环为取代基时对萃取不利。
　　 4．通过不同稀释剂中3-氧戊二酰胺萃取剂对稀土元素的萃取行为研究，得出盐酸介质中稀释剂对3-氧戊二酰胺类萃取剂萃取效果的影响。并得出结论：单一稀释剂中TBOPDA对稀土元素的萃取效果远不如稀释剂为正辛烷-正辛醇混合溶液的情况，表明稀释剂极性对萃取影响较大。
　　 5．通过同一萃取剂对不同金属离子的萃取情况进行分析得出结论：稀土离子的原子序数与最大分配比有一定的关系，原子序数较大的稀土金属萃取效果较好。
　　 6．温度对萃取分配比的影响表明所有的萃取反应都是放热反应，升高温度对萃取反应不利。

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作者
杨光;
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作者单位

济南大学;

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授予单位济南大学;
学科无机化学
授予学位硕士
导师姓名孙国新;
年度 2010
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类含氮功能衍生物;
关键词
3-氧戊二酰胺; 盐酸体系; 萃取剂; 萃取行为;

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