沉淀剂用量对反萃取产物结构、形貌及热分析结果的影响-论文.pdf

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1、第30卷第4期中国稀土学报2012年8月V01．30No．4JOURNALOFTHECHINESESOCIETYOFRAREEARTHSAug．2012沉淀剂用量对反萃取产物结构、形貌及热分析结果的影响梅燕，聂祚仁，夏川，陈晓丽(北京工业大学材料科学与工程学院，北京100124)摘要：研究了相同浓度不同用量的沉淀剂草酸从负载铈的有机相中反萃取沉淀。利用X射线衍射(xRD)、扫描电子显微镜(sEM)、红外分析(FTm)及热重一差热分析仪(TG．DSC)等手段，对反萃所得铈沉淀产物的物相、形貌、红外谱图和热失重等进行了分析。结果表明：随着沉淀剂草酸用量从90％增大到150％，萃取产物的

2、晶型逐渐完整，但只有草酸用量为130％时，沉淀产物呈现为典型的水合草酸铈，其他沉淀剂用量经验证均未得到确定的化合物；草酸用量从90％增大到150％时产物的形貌从不规则的块状逐渐变为较为均匀的片状，且草酸用量越大，片状产物的尺度越大；热重分析表明萃合物的失重率较大，考虑是萃合物中含有大量的有机物所致。关键词：草酸用量；反萃取；萃取产物；表征；稀土中图分类号：0643．3；O614．33文献标识码：A文章编号：1000—4343(2012)04—0508一O5目前，P507作为稀土萃取剂及草酸反萃取稀1．3分析方法利用Ft本HitachiS-3400NⅡ型土负载相的研究已广泛开展j，但

3、不同用量的草扫描电子显微镜和XRD-7000衍射仪对所得粉体进酸作为沉淀剂进行反萃取并进行表征及分析的研行形貌观察和结构分析。FTIR光谱采用KBr压片究还不多见。本文研究了沉淀剂草酸用量为负载法，用德国BRUKER公司VERTEX70型红外光谱有机相中稀土所需理论用量的90％～150％的实验分析仪进行测试，波数为400～4000cm～。德国结果，为下一步工作提供了理论依据。TAInstruments公司的STA449C热重一差热分析仪1实验可以对样品进行热分析。1．1主要试剂及实验条件P507(2一乙基己基2结果与讨论磷酸单一2-乙基己基酯)：化学纯，洛阳市中达化工2．1稀土铈萃

4、合产物的形成过程在50％有限公司；煤油：磺化处理，北化永能化工有限公P507-磺化煤油体系中，由于P507在非极性溶剂中司；所有的实验均在250m1分液漏斗中进行。通常是二聚体形式存在，其皂化、负载稀土ce¨、1．2有机稀土铈萃合产物沉淀的制备本过程萃取稀土ce¨、沉淀稀土ce¨及草酸铈的热分解分三步进行。第一步：用浓度为5mol·L的NaOH反应如下所示m，“]：溶液对50％P507一磺化煤油进行皂化，使得皂化度聚合反应：HAt：,(HA)2铮H2A2(1)I>80％，得到皂化有机相，该皂化有机相为透明皂化反应：H2A2+NaOH=Na(HA2)+H2O(2)的、流动性好的W／O

5、型微乳状液；第二步：将皂萃取反应：化好的有机相溶液加入适量硝酸铈溶液便得到负Ce(NO3)3+3Na(HA2)=Ce(HA2)3+3NaNO3(3)载有机相，采用小型可调速搅拌器将负载有机相沉淀反应：混合均匀；第三步：按1：1的相比将稀土所需理论2Ce(HA2)3+3H2C204=Ce2(C2O4)3+6H2A2(4)用量的90％～150％的同浓度草酸溶液加入负载有通过(1)～(4)的化学反应，加入不同量的草机相中，机械振荡5min，得到沉淀有机相。将沉酸得到淡黄白色萃合物沉淀。淀有机相抽滤、洗涤、干燥得到白色有机铈沉淀2．2稀土铈萃合产物的结构分析(XRD)图1粉体。为草酸用量分

6、别为稀土负载相理论值的90％，110％，收稿日期：2011—11—10；修订日期：2012—03—27基金项目：“863”课题基金(2010AA03A407)和北京市教委项目(PxM2叭2_014204一D0_o0016O)资助作者简介：梅燕(1967一)，女，博士，副教授；研究方向：稀土材料的制备、表征、性能及应用}通讯联系人(E—mail：zmie@bjut．edu．an)510中国稀土学报30卷度区间，是样品失去吸附水和部分结晶水所致，相应温度下在TG曲线上对应的质量损失为7．64％；随后从360℃开始到455℃的另一个失重区主要对应于聚合物中草酸铈盐的分解及大部分硝酸铈盐的

7、分解，DSC曲线上398．8，426．3oC有两个较为明显的吸热峰，TG曲线上对应的质量损失为20．71％；接着在500～535℃区问又出现较小的吸热现象，DSC曲线表现在519．6oC，推断是剩余部分的硝酸铈盐的吸热分解，对应质量损失为3．91％，总质量损失为32．26％。由图4(b)看出，DSC曲线上从95～185oC左图3稀土铈萃合产物的FYIR图Fig．3FTIRspectrogramsofceriumstrippingcompounds右有一吸热区间，且在1