一种利用柱芳烃衍生物萃取分离钯离子的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及元素钮的分离技术领域，具体设及一种利用柱芳控衍生物萃取分离钮 离子的方法。
【背景技术】
[0002] 贵金属钮具有特殊的结构，对氨气和氧气有特殊的吸附能力，因此，在工业催化领 域占有无法取代的地位。
[0003] 钮除了具有优良的催化活性之外，在很宽的溫度范围内能保持化学惰性且具有烙 点高、耐摩擦、耐腐蚀、延展性强、热电稳定性强等特性，被广泛应用于国民工业的各个领 域。
[0004] 目前，我国钮资源储量有限，产量很低，远远不能满足现代化学工业的需要，大部 分依赖进口，且价格昂贵。现有技术中，钮金属的制备与来源主要通过W下Ξ个途径：
[0005] (1)天然含钮矿产资源的利用；
[0006] (2)从铜儀硫化矿副产品中对钮进行回收利用；
[0007] (3)工业废气钮催化剂等含钮二次资源的回收利用。
[000引通过运Ξ种途径获得的钮等金属资源有限，且随着钮资源损耗的增加，难W实现 可持续利用。
[0009] 近年来核电由于能量密度大、污染少，不会排放造成溫室效应气体而得到蓬勃发 展，然而核电运行当中会不可避免地产生乏燃料。乏燃料后处理所产生的高放废液化LLW)， 是一种高酸性、高放射性和高毒性的混合溶液，其中含有一定量的PcP7,钮的半衰期为6.5 X 1〇6年，放射性周期长、危害大且含量高，如果能够进行实现回收利用，意义重大，但是，现 阶段高放废液中钮元素的分离尚处于研究阶段，还没有找到高效率的回收途径。
【发明内容】
[0010] 本发明提供了一种利用柱芳控衍生物萃取分离钮离子的方法，能够从水相溶液中 高效萃取分离钮元素。
[0011] -种利用柱芳控衍生物萃取分离钮离子的方法，W结构式I所示柱芳控衍生物作 为萃取剂，从含有多种金属离子的硝酸水溶液中萃取分离钮离子；
[0012]
[0013] 本发明采用萃取的方法由硝酸水溶液中分离得到钮离子，所采用的萃取剂对目标 离子的选择性强，分离效率高。
[0014] 结构式I所示的柱芳控衍生物的制备方法，参见文献：T，0 g 0 S h i，e t al. Synthesis，conformational and host-guest properties of water-soluble pillar [5]arene..Qiemical Communications.21(2010):3708-3710D
[0015] 本发明对柱芳控衍生物的制备方法进行了实验条件优化，优化后的实验步骤包 括：
[0016] (1)在Ξ氣化棚乙酸的催化作用下，W干燥的二氯甲烧或1,2-二氯乙烧作溶剂，1， 4-对甲氧基苯与多聚甲醒反应，得到全甲氧基柱[引芳控；
[0017] 其中，1,4-对甲氧基苯与多聚甲醒的摩尔比为1:1~1:4; 1,4-对甲氧基苯与催化 剂Ξ氣化棚乙酸的摩尔比为1:1~1:1.2;反应溫度为28~30°C ;反应时间为2~5分钟;每毫 摩尔1,4-对甲氧基苯对应的溶剂用量为5-10毫升；
[001引（2) W干燥的氯仿作溶剂，步骤（1)中得到的全甲氧基柱[5]芳控与Ξ漠化棚反应 得到全径基柱[引芳控；
[0019] 其中，全甲氧基柱[5]芳控与Ξ漠化棚的摩尔比为1:20~1:25;反应溫度为25~35 °C;反应时间为2~4天;每毫摩尔全甲氧基柱[引芳控对应的溶剂用量为50-70毫升；
[0020] (3似干燥的乙腊作溶剂，步骤(2)中得到的全径基柱[引芳控与4-漠下酸乙醋、无 水碳酸钟、舰化钟反应得到如结构式I所示的柱芳控衍生物；
[0021] 其中，全径基柱[5]芳控与4-漠下酸乙醋的摩尔比为1:20~1:25;全径基柱[5]芳 控与无水碳酸钟的摩尔比为1:10~1:15;全径基柱[5]芳控与舰化钟的摩尔比为1:0.05~ 1:0.1;反应溫度为82~85°C;反应时间为3~7天;每毫摩尔全径基柱[5]芳控对应的溶剂用 量为20~30毫升。
[0022] 作为优选，所述硝酸水溶液中含有Pd( Π )和其他金属离子，其他金属离子为化 (1)、1((1)、肺（1)、〇3(1)、5'(11)、8曰（11)、刷（虹）、化（11)、(：〇(11)、1^曰（虹）、咖（虹）、￥13(虹）、 如虹）少6(虹）、2八1￥)、1〇(￥1)中的至少一种。
[0023] 硝酸水溶液中除了钮离子之外，还含有所列多种金属离子中的至少一种，并非所 列种类都必需同时含有。
[0024] 作为优选，W含有萃取剂的二氯甲烧溶液或氯仿溶液作为有机相，有机相中萃取 剂的浓度为0.01~0.02M。
[0025] 本发明中的有机相为含有萃取剂的二氯甲烧溶液或含有萃取剂的氯仿溶液，萃取 完成后，有机相和水相分离，取出水相并稀释至适当浓度后进行金属离子浓度的检测，钮离 子在水相溶液中的浓度远小于其他金属离子，也即钮离子浓缩于有机相中，实现与其他金 属离子的分离。
[0026] 作为优选，将有机相与硝酸水溶液混合后振荡，振荡溫度为25±rC，振荡时间为 85~10化。振荡速率为120~15化pm。
[0027] 为了兼顾萃取效果W及萃取效率，优选地，有机相和硝酸水溶液的体积比为1~ 1.2:1。
[00%]为了保证萃取的效果，硝酸水溶液中，金属离子的浓度不易过高，优选地，硝酸水 溶液中各金属离子的浓度范围为5 X 10-4~1 X 10-2Μ。
[0029] 硝酸水溶液中HW)3的浓度将会影响钮离子的分离系数，也即影响最终的分离效 果，优选地，硝酸水溶液中HN03的浓度为4~8M。
[0030] 为了实现钮离子与其余金属离子的充分分离，可W重复本发明提供的方法进行多 级萃取。
[0031] 本发明利用柱芳控衍生物萃取分离钮离子的方法，能够进行钮元素的高效分离， 且过程简单，易于操作。
【附图说明】
[0032] 图1为采用本发明方法得到的各种金属离子的分配比随硝酸浓度变化的关系图。
【具体实施方式】
[0033] 实施例1
[0034] -种柱芳控衍生物的制备方法，包括：
[0035] (1)1,4-对甲氧基苯与多聚甲醒在Ξ氣化棚乙酸作催化剂，干燥的二氯甲烧或1， 2-二氯乙烧作溶剂的条件下反应得到全甲氧基柱[引芳控。
[0036] 其中，1,4-对甲氧基苯与多聚甲醒的摩尔比为1:1，1,4-对甲氧基苯与催化剂Ξ氣 化棚乙酸的摩尔比为1:1，反应溫度为28°C，反应时间为3分钟，溶剂的用量为基于每毫摩尔 1,4-对甲氧基苯5毫升。
[0037] (2) W步骤（1)中得到的全甲氧基柱[5]芳控为原料，与Ξ漠化棚在干燥的氯仿作 溶剂的条件下反应得到全径基柱[引芳控。
[0038] 其中，全甲氧基柱[5]芳控与Ξ漠化棚的摩尔比为1:20,反应溫度为25°C，反应时 间为2天，溶剂的用量为基于每毫摩尔全甲氧基柱[引芳控50毫升。
[0039] (3) W步骤(2)中得到的全径基柱[5]芳控与4-漠下酸乙醋、无水碳酸钟、舰化钟在 干燥的乙腊作溶剂的条件下反应得到如结构式I所示的柱芳控衍生物。
[0040]
[0041] 其中，全径基柱[5]芳控与4-漠下酸乙醋的摩尔比为1:20,全径基柱[5]芳控与无 水碳酸钟的摩尔比为1:10,全径基柱[5]芳控与舰化钟的摩尔比为1:0.05,反应溫度为82 °C，反应时间为3天，溶剂的用量为基于每毫摩尔全径基柱[引芳控20毫升。
[0042] 实施例2
[0043] -种柱芳控衍生物的制备方法，包括：
[0044] (1)1,4-对甲氧基苯与多聚甲醒在Ξ氣化棚乙酸作催化剂，干燥的二氯甲烧或1， 2-二氯乙烧作溶剂的条件下反应得到全甲氧基柱[引芳控。