含硫功能性配体对钯的萃取性能研究

【摘要】：钯作为一种有优异性能的金属材料,被广泛应用于军事、航空航天、汽车催化等各行各业。而我国钯的储量极少,所以从二次资源中对钯加以回收利用显得尤为重要。溶剂萃取是一种高效的贵金属回收方法,人们对其进行研究并合成了一些萃取剂,但其中大多数是含有氧或氮作为供体原子的萃取剂,如羟基肟、羧酸和有机磷化合物,以硫作为供体原子的萃取剂的研究相对较少。金属溶剂萃取过程中最重要的因素是萃取剂对特定金属的选择性。众所周知,含硫化合物可以有效和选择性地提取钯,因为钯属于软酸,由于软亲软的相互作用,它对含有供体型硫原子的配体具有很强的亲和力。本文合成了两种含硫缩醛类配体和一种含硫聚合物,并对它们在酸性溶液中对Pd(II)的萃取行为进行了研究。具体如下:1)合成了两种小分子二硫缩醛类配体,即3-(1,3-二噻烷-2-亚基)戊烷-2,4-二酮(DYPD)和3-(双(乙硫基)亚甲基)戊烷-2,4-二酮(BEMPD)。以乙酸丁酯为稀释剂,研究了它们对Pd(II)的萃取行为。两种萃取剂对Pd(II)的萃取效果随着水相中盐酸浓度和氯离子浓度的增加而减小,随着萃取剂浓度的增加而增大,而氢离子浓度的增加对Pd(II)的萃取效果没有影响。负载实验表明,对于Pd(II),DYPD和BEMPD的最大负载能力分别确定为90和86 mg/L。通过~1H NMR、IR等表征了配体与其配合物的结构,两种萃取剂均表现出高萃取率和对Pd(II)的选择性。从负载的有机相中剥离Pd(II)后,水洗剥离的有机相能再次有效萃取Pd(II)。对两种萃取剂的可重复使用性的研究表明,即使在连续萃取和剥离实验进行5次循环后,配体活性也没有显著损失。2)以9,9-二丙炔芴和乙二硫醇为原料,制备了9,9-二丙炔芴聚硫醇聚合物(Poly-EDDYPF)作为盐酸溶液中Pd(II)的萃取剂。研究了盐酸浓度、氢离子浓度、氯离子浓度、萃取剂浓度,萃取时间和负载能力等对Poly-EDDYPF萃取Pd(II)效果的影响。通过盐酸浓度对萃取效果的影响曲线可知,Poly-EDDYPF对Pd(II)的萃取率不随酸度变化而改变,在盐酸浓度0.01-4 M范围内始终保持99%的萃取率。Poly-EDDYPF对Pd(II)的萃取平衡时间为20 min。Poly-EDDYPF对Pd(II)的最大负载载量为268 mg/L。用酸化的硫脲溶液(1M HCl+0.1 M硫脲)可以从负载的有机相中高效反萃取Pd(II)进行二次萃取。可重复实用性实验表明,萃取剂Poly-EDDYPF有良好的可重用性,经过5次剥离循环后都具有与新萃取剂相当的提取能力。