[A336][CA-100]萃取稀土的机理研究.pdf

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1、第39卷分析化学(FENX1HUAXUE)研究报告第1O期2011年10月ChineseJournalofAnalyticalChemistryl561～l566一研一一告一硝酸体系中双功能离子液体萃取剂[A336][CA—l2]／[A336][CA一100]萃取稀土的机理研究杨华玲王威1,2崔红敏1,2陈继(中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用冈家重点实验室，长春130022)(中国科学院研究生院，北京100039)摘要研究了双功能离子液体萃取剂[A336][CA12]／[A336][CA-lOO]在HN0体系中对稀土的萃取性能。通过与有机羧酸类萃取剂CA-12

2、／CA100及中性有机膦(磷)类萃取剂TBP和P350的比较得知，在相同条件下，萃取能力按如下顺序降低：[A336][CA12]／[A336][CA一100]~CA一12／CA-100~>P350~TBP。利用斜率法探讨了[A3361[CA12]／[A336][CA100]萃取稀土的机理和反应方程式，表明双功能离子液体萃取剂[A336】【CA-121／[A336][CA一100]在HNO，体系中对稀土萃取符合离子络合机理。同时考察了萃取时间以及温度对萃取性能的影响。结果显示，双功能离子液体萃取剂【A336][CA12]／[A336][CA一100]在HNO体系中萃取稀

3、土是快速平衡的放热反应。而循环和反萃实验说明双功能离子液体萃取剂[A336][CA一12]／[A336][CA—lOO]稳定性好，易反萃，是一种富集分离稀土的优良萃取剂。关键词双功能离子液体萃取剂；稀土；萃取分离l引言有机羧酸类萃取剂CA一12／CA一100是一种弱酸性萃取剂，它在萃取稀土时不仅选择性好，萃取酸度低，而且不易乳化，是一种分离稀土的有效试剂。但是在实际萃取过程中，为了增大萃取容量，通常需要将羧酸萃取剂CA一12／CA-100进行皂化处理，就是将羧酸萃取剂中的H用NH；或者Na取代，将其转化为相应的铵盐和钠盐，然后再与稀土离子进行交换，萃取水相中的稀土离子

4、，因此萃取过程按阳离子交换机理萃取稀土。有机羧酸类萃取剂CA-12／CA一100的协萃体系，虽然能有效提高萃取分离稀土的效果，但是萃取之前仍然需要进行皂化处理，并且协萃体系中对两种萃取剂的浓度比值也有严格的要求p。而双功能离子液体萃取剂[A336][CA一12]／[A336][CA—loo]是通过化学键将两种含有配位基团的季铵根阳离子[A336]和羧酸根阴离子结合在一起，因此，在萃取金属离子的过程中具有很高的稳定性和选择性陋。含季铵根[A336]的离子液体萃取剂也是被广泛应用于金属分离和富集领域中一类胺类萃取剂。在这类双功能离子液体萃取剂中，季铵根阳离子fA336]。

5、。取代了皂化的碱离子(NH／Na等)，不仅解决了有机羧酸类萃取剂CA一12／CA一100萃取过程中需要预先皂化的问题，而且也引入了新的萃取剂配位基团，使得双功能离子液体萃取剂对金属离子有更强的萃取能力[81。Sun等报道了关于[A336][CA一12]从H：SO体系中萃取分离co和Ni的研究，表明该萃取剂对co和Ni萃取能力高于有机羧酸类萃取剂c12和季铵盐A336。但是关于这类双功能离子液体萃取剂『A336][CA一121／[A336][CA—loo]在HNO体系中萃取稀土的机理研究却少有报道。本研究考察了双功能离子液体萃取剂[A336][CA一12]／[A336]

6、[CA一100]在HNO，体系中萃取稀土的机理以及萃取性能，讨论了此萃取过程的热力学函数及反萃和循环实验效果。201I_04-02收稿；201l一05—16接受本文系国家高技术研究发展计划(863计划，No．2007AA06Z202)，国家自然科学基金(No．51174184)和教育部留学回国人员科研启动基金资助项目E-mail：jchen@ciae．j1．cnl562分析化学第39卷2实验部分2．1仪器与试剂PHS一3C型酸度计(上海雷磁酸度计厂)；UVmini一1240紫外一可见光谱仪(岛津公司)；AV400核磁共振仪(德国Bruker公司)。～3．419(t，J

7、一8．0Hz，6H)，4．44(S，2H)，6．892(d，TBPP350．，一7．2Hz，2H)，7-125(m，2H)。图1[A336]【cAl2]／[A336】[cA一100]CA一12，CA一100，，萃取剂用正庚烷稀释至所需浓度。稀土(La，TBP和P350的结构图Eu，Ho)储备液分别由纯度大于99．9％的稀土氧化物Fig．1Structuralformulaeof[A336][CA12~[A336][CA一溶于浓HNO3，煮沸赶酸后配制而成，以NaNO3为盐100]，CA一12，CA一100，TBPandP350析剂。其它试剂均为分析纯