一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物及其应用，属于稀土元素与钍(Ⅳ)和铀(Ⅵ)选择性分离萃取剂技术领域。所述的氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物为二苯基氧化膦取代柱[5]芳烃，作为萃取剂用于从稀土元素中选择性分离钍和铀，且还能实现在一定程度上锕系元素之间铀对钍的选择性分离；本发明专利技术中萃取剂氧化膦修饰的柱[5]芳烃组成单一、化学稳定性良好，合成简单易得，可适合于工业生产，且萃取剂用量少，可以在高酸性下用于从稀土元素中选择性分离钍和铀，此外该萃取剂还具有萃取速度、分相速度快等优点，本发明专利技术产品具有很好的经济效益和实际的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー类柱[5]芳烃衍生物及其应用，更具体地说，本专利技术涉及一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物及其应用，属于稀土元素与钍(IV)和铀(VI)选择性分离萃取剂

技术介绍
能源问题是当今世界面临的ー个最严峻挑战之一，低碳的产品事关社会、经济和环境的可持续发展，与其它能源相比，核能具有高效、清洁、高能等诸多优点。钍和铀同属锕系元素，是核燃料的基本来源，在核化学中占有重要位置，例如，目前广泛应用的热中子反应堆是以235U为燃料，而232Th可经中子轰击产生233U,是ー种潜在的核燃料，因此，选择性分离钍和铀对核燃料的循环利用有着重要的意义。我国的稀土资源储量丰富，已探明的稀土资源量约6588万吨，钍和铀作为稀土矿中的组成成分之一，往往与大量稀土元素共存，例如磷钇矿中含有钍和铀，独居石含有相当比重的钍，然而由于镧系收缩造成的/区两个周期元素的原子半径和化学性质非常相似，从稀土元素中选择性分离钍和铀元素并非易事，目前虽已开发出多种的分离方法如沉淀法、溶剂萃取法(液-液萃取)、离子交換法、电解精炼法、金属还原萃取法和挥发法等，但溶剂萃取技术仍然占有主导地位。目前常用的萃取剂主要是含酰胺类、含磷供体类、含氮供体类和含硫供体类等有机小分子。例如Cyanex 932有报道用于模拟从独居石中萃取分离钍、铀和稀土元素(參考:J.RacIioanaL Nucl.Chem.2002, J57, 451 - 456) ;N235 和 P350 有报道用于从优溶锆渣萃取分离钍和铀(參考:プRacIioanaL Nucl.Chem.2012，292, 355 - 360);公开号为101638722的中国专利报道了萃取剂辛基苯基-N，N- ニ异丁基胺甲基氧化膦在离子液体做稀释剂条件下可以高效地萃 取分离铀；酰胺类萃取剂有报道用于从硝酸盐介质中萃取分离钍和铀(參考:5W卿^位か.1on Exc.1995，13, 391-413);丙ニ酰胺类聚合物有报道用作萃取剂选择性地萃取分离钍和铀，此外还能在一定的条件下还能实现铀对钍的选择性分离(參考:7 ム2005，65, 179-184);公开号为101529528的中国专利报道了酰胺甲醚类萃取剂报道了在高酸性条件下可一起萃取分离钍和铀；双齿中性膦类萃取剂也报道从酸性介质中高效萃取钍、铀和稀土元素。上述专利或者文献中所用的小分子萃取剂的浓度远远大于金属离子的浓度，因此往往需要用萃取剂的量是被萃取离子量20至100倍才能实现萃取分离，且有些对稀土离子也表现出较高的萃取效果，导致对钍和铀选择性分离变低。钍和铀离子的配位数很高，一般在8个配位数以上，配体在和金属离子结合时采取一定的空间构型实现配位。为了提高萃取剂对离子的萃取能力和选择性，应该将具有配位能力的官能团引入到特定的平台，通过配位基的螯合作用和平台的预组织作用来提高配合物的稳定性和对离子的选择性识别，从而实现对离子的选择性分离。柱芳烃是近来年发展起来的新型环状化合物，其作为杯芳烃的类似物，桥连亚甲基在苯环单元的对位，是ー类具有柱状结构的分子(參考プAm.Chem.Soc.2008, 130,5022 - 5023 \Angew.Chem.1nt.Ed.2009, 48, 9721 - 9723 -,Eur.J.0rg.Chem.2011，5331 - 5335)。
技术实现思路
本专利技术g在解决现有萃取剂在从稀土元素中选择性分离钍和铀时消耗量大，萃取能力低，选择性不强，萃取速度慢的问题，提供了一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物，本专利技术将柱[5]芳烃作为预组织平台，把具有配位基团的氧化膦引入到柱[5]芳烃上，利用其多官能团的螯合作用，从而实现从稀土元素中对钍和铀离子的选择性分离，其作为萃取剂在较高酸性条件下能够高效地从稀土离子中选择性分离钍和铀。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的具体技术方案如下: 一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物，其特征在于:所述的氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物为ニ苯基氧化膦取代柱[5]芳烃，具有如下结构:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物，其特征在于：所述的氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物为二苯基氧化膦取代柱[5]芳烃，具有如下结构：上述结构式中的n分别选取为0、1或者2，分别代表膦与柱[5]芳烃骨架醚氧之间的碳链长度为2、4或6。2013100333908100001dest_path_image001.jpg

【技术特征摘要】
1.一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物，其特征在于:所述的氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物为ニ苯基氧化膦取代柱[5]芳烃，具有如下结构:2.一种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物作为萃取剂在从稀土元素中选择性萃取分离钍和铀的应用，其特征在于:所述的氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物为ニ苯基氧化膦取代柱[5]芳烃，具有如下结构:3.根据权利要求2所述的ー种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物作为萃取剂在从稀土元素中选择性萃取分离钍和铀的应用，其特征在于:在所述的萃取分离中，水相中硝酸的浓度为 0.1 3.0 mol dm 3。4.根据权利要求3所述的ー种氧化膦修饰的柱[5]芳烃衍生物作为萃取剂在从稀土元素中选择性萃取分离钍和铀的应用，其特征在于:在所述的萃取分离中，水相中硝酸钠的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文，方玉宇，袁立华，吴雷，陈龙，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：