基于離子液體的咪唑硫酮、硒酮對鉑族金屬的溶劑萃取和配位研究.pdf

1、離子液體參與的溶劑萃取能夠顯著提高萃取率、促進傳質并利于兩相分離，但是其作為萃取劑參與的液液萃取通常通過兩相之間的離子交換機理進行。為了避免離子交換過程造成的水相污染和離子液體相損失，本研究向疏水性離子液體中加入軟堿類萃取劑硫酮或硒酮，通過絡合反應從水相中萃取鉑族貴金屬。以離子液體作反應物，我們合成了多種烷基咪唑硫/硒酮，以疏水性的1-烷基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽離子液體為溶劑，構建了萃取有機相。研究了萃取主要影響因素，例如震蕩

2、時間、萃取劑濃度、鹽酸和氯化鈉濃度等對萃取體系的作用。并利用多種表征手段，包括1H NMR，77Se NMR，UV-vis，X射線單晶衍射等分析萃取過程和機理。
　　首先，我們研究了兩類中性萃取劑在離子液體溶劑中對鈀的萃取行為，包括硫酮萃取劑（1,3-二甲基咪唑硫酮）和硒酮萃取劑（1-丁基-3-甲基咪唑硒酮）。兩種萃取劑通過配位方式將Pd(Ⅱ)轉移到有機相中，比普通的離子交換反應萃取平衡到達時間更迅速，并且萃取效率非常優(yōu)秀。其次，

3、我們總結出萃取機理為隨著酸度的升高由中性絡合萃取轉變?yōu)樗嵝噪x子締合萃取;而且在合適的萃取劑用量下，鹽酸濃度的改變并不影響萃取率。隨后，為了研究萃合物的組成，我們使用了X射線單晶衍射分析了1∶1和1∶2配比的鈀-硫酮配合物，并得到了兩種配合物的模擬XRD數(shù)據，與絡合物的XRD數(shù)據進行對比證明萃取絡合物中同時存在兩種配比的配合物。我們還通過DFT理論計算出了1∶1配比的鈀-硫酮配合物的反式構型，通過對比與順式構型的分子數(shù)據及能量證明順式結構

4、更穩(wěn)定，而且由于順式結構的偶極矩更大，更容易出現(xiàn)在以極性離子液體作為有機相的萃取體系中。
　　本論文首次將含硒萃取劑應用于溶劑萃取中，與硫酮比較而言，硒酮類萃取劑在離子液體中表現(xiàn)出了更高的萃取能力和更高的選擇性。我們使用了X射線單晶衍射分析了1:1的鈀-硒酮絡合物，從分子層面解釋了硒原子作為配體原子對萃取能力的影響，并與硫原子作為配體原子的萃取劑進行了對比。在研究絡合數(shù)的組成時，我們首次使用了高效液相色譜測定萃取劑萃取前后的濃度變

5、化，從而直接計算出絡合數(shù)，該方法準確，相比傳統(tǒng)方法而言可靠性高。最后結合紫外與77Se{1H}NMR對多種絡合物和萃取體系進行了表征。
　　最后，我們將加入了硒酮1-己基-3-甲基咪唑-2-硒酮的離子液體1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽體系嘗試用于釕銠鈀的互相分離，研究了萃取劑濃度、鹽酸濃度、硝酸濃度等對分離效果的影響，進行了三種離子的分步萃取分離。
　　綜上所述，將中性萃取劑硫酮或硒酮與離子液體相結合作為有機相，不