钴萃取研究 Ⅸ.有机磷(膦)酸萃取剂结构与萃取分离钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)性能的研究

本文就三种典型的有机磷(膦)酸萃取剂P_(204)、P_(507)、P_(272)在高氯酸盐体系中对Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)萃取分离能力进行了比较。 在萃取体系有机相中,上述三种萃取剂与Co(Ⅱ)形成的萃合物均存在粉红色八面体与蓝色四面体构型转化的平衡反应。随着萃取剂分子中氧烷基被烷基取代,反应基团磷氧酰基氧原子上电子云密度增加,酸性降低,与Co(Ⅱ)形成的四面体萃合物稳定性增强,对Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)分离的能力增加。Co(Ⅱ)四面体萃合物的稳定性是影响Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)分离效果最主要的因素。这一结论还可通过Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)萃取分离温度效应与Co(Ⅱ)萃合物构型转化温度效应的一致性得到证实。在所研究的三类有机磷(膦)酸萃取剂结构因素中,磷氧酰基氧原子上的电子云密度是影响Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)分离效果的关键因素。     

高位阻有机磷萃取剂的研究——Ⅰ.烃基膦酸单十六烷基酯的合成及其对钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)等金属离子的萃取性能

合成了6个具有高位阻特征的烃基膦酸单十六烷基酯萃取剂,并考察了它们对Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Ca的萃取性能。萃取剂分子中烃基结构的变化对各种金属离子的萃取能力有着不同程度的影响。空间位阻较大的异丙基和环己基化合物具有比2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)更高的Co-Ni分离能力。     

二(2-乙基己基)膦酸对镉(Ⅱ)、钴(Ⅱ)和镍(Ⅱ)的萃取平衡

溶剂萃取;二(乙基己基)膦酸;二(2-乙基己基)膦酸对镉(Ⅱ)、钴(Ⅱ)和镍(Ⅱ)的萃取平衡     

一元烷基磷(膦)酸酯萃取钴,镍反应中取代基空间效应的经验参数

本文在考察一元烷基磷(膦)酸酯萃取钴、镍反应平衡常数与取代基结构的定量关系的基础上,提出了酸性磷(膦)酸酯萃取钴、镍反应中反映取代基结构空间效应为主的经验参数EPA[Co]和EPA[NI],这些新标度的建立,不仅使我们可用关系式来描述萃取钴、镍的反应性与取代基结构效应的关系,而且也为选择高效镍、钴分离萃取剂提供了新途径。     

2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯-H2SO4-钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)萃取体系中所形成的配合物研究

制备了一元酸性磷(膦)酸酯类萃取剂(HL)二(2-乙基已基)磷酸(P-204)和2-乙基已基膦酸单(2-乙基已基)酯(P-507)与钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)的配合物。通过元素分析、水含量测定、热重分析、红外和电子光谱及磁矩测定就二种萃取剂与钴、镍配合物的组成、性质和立体构型进行了比较研究。结果表明,二种配体所形成的配合物是相似的。深兰色的钴配合物CoL_2为四面体构型。棕色的镍的无水配合物NiL_2和绿色的含水配合物NiL_2·2H_2O对均为八面体构型。四面体钴配合物中键的共价性程度大于八面体的镍配合物。     

酸性磷化合物萃取金属反应中取代基空间效应的分子力学研究

本文利用分子力学计算从理论上估算了酸性有机磷化合物萃取金属离子反应中取代基的空间效应。二烷基磷(膦)酸叔丁酯(Ⅱ)作为萃合物分子的近似模型结构。计算结果表明, 羟基氧在自由萃取剂Ⅰ和Ⅱ中的局部空间张力能之差与烷基的结构有密切的关系, 可近似地用来作为烷基空间效应的量度(E_(s,ex))。并用于一系列有机磷(膦)酸萃取Ni、Co为稀土的多元回归分析。结果表明, E_(s,ex)基本上反映了该萃取过程中的空间效应。     

高位阻有机磷萃取剂的研究 Ⅲ.叔丁基膦酸单烷基酯的合成及其结构与萃取镱、镥性能的关系

合成了一系列具有高位阻特征的叔丁基膦酸单烷基酯t-C_4H_9P(O)(OR)OH(R分别为n-C_8H_(17),—CH_2CH(C_2H_5)C_4H_9,—CH(CH_3)C_6H_(13),—CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2C(CH_3)_3和n-C_(12)H_(25))。初步探讨了它们的结构与萃取重稀土元素Yb(Ⅲ)和Lu(Ⅲ)性能的关系。萃取能力随着酯烷基空间位阻的增大而显著降低。在ph_(1/2)值与酯烷基的Charton空间参数v间存在着近似的直线关系。叔丁基膦酸单烷基酯对Yb、Lu的反萃性能优于2-乙基己基膦酸单2-乙基己酯(P-507)。     

有机磷(膦)酸萃取剂的结构与萃取分离钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)性能的研究

本文对磷酸二烷基酯(P₂₀₄)、单烷基膦酸单烷酯(P₅₀₇)、二烷基膦酸的结构与萃取Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的性能进行了较细致、深入的研究。测定了萃取平衡及温度、pH值、浓度等对平衡的影响。随着萃取剂酸性降低,它们对Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)的分离效果提高。这与萃取体系有机相中Co(Ⅱ)四面体构型萃合物的稳定性增强相一致。     

2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯对两价金属离子的萃取平衡

酸性磷(膦)酸酯是一类广泛应用于金属元素萃取分离的重要萃取剂。这类萃取剂对金属离子的萃取性能和机理以及它们与中性磷(膦)酸酯混合体系萃取金属离子的平衡等均有文献报道。然而2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(1,HA)对某些金属离子如Sn(Ⅱ),Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的萃取及其与中性磷(膦)酸酯混合体系萃取金属离子的研究,尚未见文献报道。本文报道用1在煤油溶剂中萃取Sn(Ⅱ),Pb(Ⅱ),Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)等的平衡,应用斜率法研究了萃取平衡;合成了1-Zn(Ⅱ)和1-Pb(Ⅱ)固体萃合物;在元素分析和有关离子分析的基础上结合最小二乘法线性回归探讨了萃取机理及有关萃合物组成;考察了在加入三辛基氧化膦(TOPO)时,1对金属离子萃取性能的影响。     

二癸基次膦酸的合成及其萃取性能

以廉价的工业副产物混合癸烯和次膦酸钠反应,在常压下合成了二癸基次膦酸,分离产率达99.8%,产物纯度98%.萃取实验表明,二癸基次膦酸对镍/钴分离的选择性要好于Cyanex272,对镍和钴的萃取率和反萃率均大于96%;同时,对钴等金属离子,可实现对低pH浸出液的直接萃取.     

二烷氧基膦酰乙酸烷基酯对镧系元素的萃取性能

报道了6个具有不同烷基结构的新型中性双配位有机磷萃取剂——二烷氧基膦酰乙酸酯(R_1O)_2PO-CH_2-CO-OR_2对镧系元素的萃取性能和规律。该类萃取剂中二个配位基团P=O和C=O附近的酯烷基R_1和R_2的结构变化明显地影响其对镧系元素的萃取能力,分配系数随着镧系元素原子序数的增大而呈双峰效应,萃取机理与一般中性溶剂化络合萃取相似。萃取配台物中镧系元素与配体的摩尔比为1:3,并用元素分析、分子量测定和红外光谱对二丁氧基膦酰乙酸异丙酯与硝酸镧配合物进行了研究。     

酸性磷(膦)酸酯的合成及其化学结构与萃取钕、钐、镱和钇的性能研究

本文在研究二烷基磷酸、烷基膦酸单烷基酯、二烷基膦酸、单烷基磷酸与单烷基膦酸五种类型酸性磷(膦)酸酯的合成与纯化的基础上,考察了它们的缔合度和萃取稀土的机理,并计算了萃取钕、钐、镱和钇的平衡常数和分离因数。酸性磷(膦)酸酯萃取稀土的平衡常数与其反应基团解离常数密切有关,它们与取代基常数、磷(膦)酸基氧原子电荷密度间均有良好线性关系。酸性磷(膦)酸酯的结构空间位阻对萃取稀土的性能有显著影响。所研究磷(膦)酸酯萃取稀土的选择性随其平衡常数的增大而下降,符合文中提出的溶剂萃取中的反应性-选择性原理。     

溶剂萃取过程动力学研究——Ⅳ.单液滴法研究HEH(EHP)萃取Co(Ⅱ)的速率与机理

采用单液滴法考察了水相酸度、钴(Ⅱ)在水相和有机相的浓度、萃取剂浓度以及温度和介质等因素对萃取速率的影响。结果表明,萃取反应机理是两步界面连续反应。文中对介质的影响也作了讨论。     

溶剂萃取过程动力学研究--Ⅳ.单液滴法研究HEH(EHP)萃取Co2(Ⅱ)的速率与机理

采用单液滴法考察了水相酸度、钴(Ⅱ)在水相和有机相的浓度、萃取剂浓度以及温度和介质等因素对萃取速率的影响。结果表明,萃取反应机理是两步界面连续反应。文中对介质的影响也作了讨论。     

烷基膦酸类萃取剂与喹啉类萃取剂N601协萃锗（Ⅳ）的琛

研究了盐析剂浓度和水相ＰＨ值对分配比Ｄ的影响。研究了烷基膦酸萃取剂Ｐ５０７和喹吉林 类萃取剂Ｎ６０１协萃锗的机理，并对萃取平衡常数和热效应进行了估算。     

异丙基膦酸单烷基酯萃取稀土的化学

本文研究了不同酯烷基结构的异丙基膦酸单烷基酯萃取稀土反应的平衡常数(K_(ex))的差别。异丙基膦酸单β-取代烷基酯具有较高K_(ex)值,而相应的α-取代烷基酯的K_(ex)值则显著下降。此外,镧系收缩的特性扩大了配位体的空间效应,这类效应对化合物的pKa值也有影响。并讨论了异丙基膦酸单十四烷基酯(MANPP)萃取稀土的反应机理,测得该反应的热力学函数,不论K_(ex)值或△G值与原子序数间均具四分组效应。研究了萃取配合物的组成与结构,值得指出的是MANPP在盐酸体系中萃取分离钕、钐的性能均优于硝酸体系。     

氯代烷基膦酸二(2-乙基己基)酯萃取稀土的结构性能研究

研究了五个具有不同结构的烷基膦酸二(2-乙基己基)酯,即氯甲基膦酸二(2-乙基己基)酯CH_2ClP(O)(OC_8H_(17-i)_2(1)、β-氯乙基膦酸二(2-乙基己基)酯 ClCH_2CH_2P(O)(OC_8H_(17-i)_2(2)、α-氯乙基膦酸二(2-乙基己基)酯 CH_3CHCIP(O)(OC_8H_(17-i))_2(3)、与相应未取代的甲基膦酸二(2-乙基己基)酯CH_3P(O)(OC_8H_(17-i))_2(4)、乙基膦酸二(2-乙基己基)酯C_2H_5P(O)(OC_8H_(17-i))_2(5),在硝酸体系中对镧系元素的萃取分离性能及其规律,制备了它们的配合物,并用红外光谱和~(31)P核磁共振谱探讨萃取剂及其配合物的结构。     

烃基膦酸单十六烷基酯的结构与其萃取镱(Ⅲ)、镥(Ⅲ)性能的关系

探讨了一类具有高位阻特征的烃基膦酸单十六烷基酯萃取剂R1(R2O)P(O)OH从氯化物介质中萃取Yb(Ⅲ)和Lu(Ⅲ)的结构与性能关系.其中,R1分别为CH2,C2H5,i-C3H7,cyclo-C3H11和C6H5,R2为C4H9CH(C2H5)C2H4CH(C6H13)或C6H13CH(CH3)CH2CH(C6H13).结果表明,这类萃取剂对于Yb,Lu的萃取和分离能力随着其分子中取代基空间位阻的增大而降低.     

二已基-N,N-二乙基酰胺甲撑磷酸酯从盐酸介质中萃取钯(Ⅱ)的研究

研究了DHDECMP的二甲苯溶液从盐酸溶液中对钯(Ⅱ)的萃取。钯(Ⅱ)的分配比随水相盐酸浓度和有机相萃取剂浓度的增加而增加。当水相盐酸浓度大于0.5mol·l~(-1)时,萃取平衡可表示为 pd~(2 ) 2H~ 4Cl~- 2DHDECMP-(o)(?)[PdCl_4~(2-)·2H~ DHDECMP]_(o) DHDECMP以及萃取平衡后有机相的红外吸收谱表明,DHDECMP中的P=O基被质子化后与PdCl_4~(2-)缔合成离子对进入有机相而使Pd(Ⅱ)被萃取。     

烷基膦酸类萃取剂与喹啉类萃取剂N_(601)协萃锗(Ⅳ)的研究

研究了盐析剂浓度和水相ｐＨ值对分配比Ｄ的影响。研究了烷基膦酸萃取剂Ｐ５０７和喹啉类萃取剂Ｎ６０１协萃锗的机理，并对萃取平衡常数和热效应进行了估算。