二苯并-21-冠-7取代衍生物的合成和在核廢料液中的萃銫性能研究.pdf

1、本文利用DB21C7中苯環(huán)的活性,通過苯環(huán)上的親電取代反應(yīng),首次設(shè)計(jì)合成了二苯并-21-冠-7橋連的二酮、直鏈烷烴、二醇、二酮酸、二烷酸以及二酰胺,共20個DB21C7取代衍生物,并以IR、<'1>H NMR、MS和元素分析進(jìn)行了表征.系統(tǒng)地考查了取代基結(jié)構(gòu)對DB21C7萃銫性能的影響,以各種DB21C7衍生物作萃取劑,硝基甲烷作稀釋劑,測定了水相硝酸濃度、硝酸鈉濃度和有機(jī)相冠醚濃度對萃取分配比D<,Cs>的影響.對其中的某些冠醚還進(jìn)行

2、了電導(dǎo)測定,制得了冠醚4與Cs<'+>所形成的固體萃合物.結(jié)果表明:1.側(cè)鏈長度對二苯并-21-冠-7的萃銫性能有一定影響,含4~7個碳原子長度的側(cè)鏈?zhǔn)禽^適宜的.2.側(cè)鏈上不同功能基能顯著地影響冠醚對銫離子的萃取能力.3.硝酸濃度對冠醚酮酸和酮型冠醚的影響較小,而對其它類型冠醚的影響較大.4.硝酸鈉濃度對所有冠醚的影響都很大,因此,雖然與DB21C7相比,部分冠醚的Cs<'+>/Na<'+>選擇性有所改善,但整體說來還不夠高.5.電導(dǎo)測

3、定的結(jié)果說明,冠醚對銫離子的萃取屬于離子締合萃取.6.從各類冠醚的log c(crown)~log D<,Cs>圖可知,萃取劑與銫離子均形成了1:1冠醚/Cs<'+>配合物.7.依據(jù)結(jié)果提出了可能的萃取機(jī)理,討論了萃取平衡,并求得了各個冠醚的表觀萃取平衡常數(shù).6.制得了冠醚4-Cs的固體萃合物,通過IR、ESI-MS和元素分析對其進(jìn)行鑒定.選用磷鎢酸(HPW)作為協(xié)萃劑,系統(tǒng)地研究了冠醚-HPW體系對銫離子的協(xié)同萃取.研究結(jié)果表明:1.

4、冠醚/HPW摩爾比為3:1時,分配比能達(dá)到最大值.HPW的協(xié)萃效應(yīng)非常明顯,用冠醚1作為萃取劑時,分配比提高了162倍,協(xié)萃系數(shù)達(dá)29.2.水相硝酸濃度對協(xié)萃分配比影響很大,在低酸度時,D<,Cs>隨硝酸濃度增大而急劇升高,達(dá)到最大值后,又隨硝酸濃度增大而迅速降低.其中冠醚1對酸的敏感性最低.3.硝酸鈉濃度的影響十分顯著,所有冠醚的D<,Cs>值都隨硝酸鈉濃度的增大而劇烈降低.4.在較大的濃度范圍內(nèi),硝酸銫的濃度對分配比D<,Cs>無影

5、響,表明冠醚與Cs<'+>形成的是1:1的單核絡(luò)合物.5.冠醚1-HPW硝基甲烷溶液協(xié)萃體系對Cs<'+>的飽和容量,剛好能達(dá)到冠醚的濃度大小,萃取容量達(dá)到100％,說明在萃取過程中,冠醚萃取劑可被充分利用.6.銫的反萃實(shí)驗(yàn)表明,HNO<,3>的反萃效果不佳,而NH<,4>NO<,3>和KNO<,3>都能滿意地對Cs<'+>進(jìn)行反萃.7.選用了四種冠醚的協(xié)萃體系對模擬中放廢液SAW I進(jìn)行萃取,其中冠醚1和冠醚4的效果優(yōu)于DB21C7,