瓜环合成及其在贵金属回收中的应用研究

【摘要】：通过单因素实验,重点考察并确定了在硫酸催化下,以尿素和乙二醛为原料合成甘脲时尿素/乙二醛的摩尔比、pH值、温度、反应时间、乙二醛的滴加速度等因素对合成甘脲的产率和纯度的影响。确定的最优制备条件为:尿素/乙二醛摩尔比为2.5,硫酸调pH值为2,反应时间2小时,反应温度70℃,乙二醛的加入速度1ml/min,此时甘脲的收率可达73%。对甘脲进行的IR分析结果表明,该条件下得到的确为甘脲且纯度较高,可直接作为合成瓜环的原料。 选取酸浓度、温度、时间、甘脲相对于酸的浓度为实验因素,通过四因素四水平正交实验,确定了混合瓜环的最佳合成条件:甘脲相对于酸的比例215mg/ml,催化剂盐酸的浓度9mol/L,反应温度100℃,反应时间3小时,其中催化剂浓度和反应温度是影响瓜环合成产率的显著影响因素。通过IR、~1H NMR波谱和~(13)C NMR波谱对合成出来的瓜环进行了表征。 利用盐酸重结晶法完成了混合瓜环的逐一分离,但收率较低。在考察了碱金属、碱土金属盐溶液对各元瓜环溶解性影响的基础上,提出了利用碱金属、碱土金属盐溶液实现混合瓜环分离的两套方案,即利用碱金属、碱土金属盐溶液对各元瓜环溶解性影响的差异逐元分离混合瓜环,以及利用碱金属、碱土金属盐溶液对各元瓜环溶解性影响的差异先将混合瓜环分成CB[5、7]和CB[6、8]两组,再利用碱金属、碱土金属盐溶液将每组瓜环逐一分离。结果表明利用碱金属、碱土金属盐对各元瓜环溶解性影响的差异可以完成混合瓜环的分离,但就操作过程、产品收率、以及瓜环纯度而言,并不比盐酸重结晶法先进。在研究碱金属、碱土金属盐溶液对瓜环溶解度的影响时,首次提出其实质主要是盐析效应和盐效应,前者使瓜环溶解度减小,后者使瓜环溶解度增大,且混合瓜环的溶解度不是CB[5]、CB[6]、CB[7]、CB[8]的溶解度的简单加和。 通过实验,给出了优化的水—盐酸两步分离法:用蒸馏水将制得的混合瓜环按40g/L浓度进行选择性溶解,不溶物为CB[6、8],滤液含CB[5、7],后者经蒸