本发明专利技术邻位四甲基六元瓜环-稀土超分子聚合物及合成方法和应用，属金属-有机超分子聚合物及其合成技术领域。本发明专利技术是在中性环境中利用硝酸镉（Cd(NO3)2）作为无机诱导剂诱导邻位四甲基六元瓜环与稀土金属形成邻位四甲基六元瓜环-重稀土金属超分子自组装体及邻位四甲基六元瓜环-轻稀土金属（Nd、Sm、Eu）超分子自组装体，而邻位四甲基六元瓜环与轻稀土金属（La、Ce、Pr）不产生超分子自组装体，利用上述性质的不同，分离轻稀土La、Ce、Pr与其他稀土。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术邻位四甲基六元瓜环-稀土超分子聚合物及合成方法和应用，属金属-有机超分子聚合物及其合成
。本专利技术是在中性环境中利用硝酸镉（Cd(NO3)2）作为无机诱导剂诱导邻位四甲基六元瓜环与稀土金属形成邻位四甲基六元瓜环-重稀土金属超分子自组装体及邻位四甲基六元瓜环-轻稀土金属（Nd、Sm、Eu）超分子自组装体，而邻位四甲基六元瓜环与轻稀土金属（La、Ce、Pr）不产生超分子自组装体，利用上述性质的不同，分离轻稀土La、Ce、Pr与其他稀土。【专利说明】邻位四甲基六元瓜环-稀土超分子聚合物及合成方法和应用
本专利技术利用合成邻位四甲基六元瓜环-稀土金属超分子聚合物及其分离轻重稀土的方法属于金属-有机超分子聚合物及其合成方法领域。具体的说就是硝酸镉作为无机诱导剂诱导邻位四甲基六元瓜环与轻稀土金属(Nd、Sm、Eu)及重稀土金属形成超分子自组装体聚合物，但无法诱导邻位四甲基六元瓜环与轻稀土(La、Ce、Pr)金属形成超分子自组装体聚合物，并利用其能否形成超分子自组装体聚合物而分离轻重稀土的方法。
技术介绍
稀土元素在通讯信息、石油催化、彩色显示、储氢材料以及超导材料等方面扮演着无可替代的角色，有工业“维生素”之称。美国国防部和日本防卫厅把稀土 17种元素中的16种当作战略元素，在所谓35种战略元素中，稀土占到了近一半。利用串级萃取技术，徐光宪先生在国际上首次提出适用于稀土萃取分离的串级萃取理论，建立了完整的稀土分离优化工艺设计方法，实现了设计参数到实际生产的“一步放大”。上述成果已广泛应用于我国稀土工业，为我国稀土分离技术水平和生产能力跃居国际领先地位作出了重要的贡献。现在稀土生产中采用的分离方法主要是利用稀土化合物溶解度上的差别来进行分离和提纯的。瓜环(Cucurbit uriIs, Q)是一类由η个苷脲单元和2η个亚甲基桥连起来的大环笼状化合物。由于瓜环两个端口“镶嵌”着一圈羰基氧原子，具有与金属离子配位形成配合物的能力，近年来被用作有机配体，在金属-有机超分子聚合物构筑的研究领域里受到越来越多的关注。我们曾发现采用氯化镉(CdCl2)作为诱导试剂，利用其在盐酸介质中形成的四氯镉酸根阴离 子的“蜂巢效应”，诱导瓜环与系列稀土金属离子直接配位，合成了一系列瓜环-稀土金属管状超分子聚合物，并为此申请了《氯化镉诱导的七元瓜环-稀土金属线性管状超分子聚合物及合成方法(申请号:201110388587.4》。最近又发现镉以及锌的四氯酸根也表现出类似的“蜂巢效应”，诱导六元瓜环(Q)与系列稀土金属离子直接配位，合成了一系列六元瓜环-稀土金属管状超分子聚合物。特别是使轻稀土离子(La、Ce、Pr、Nd)迅速沉淀。为此我们申请了《一种利用合成六元瓜环-稀土金属线性聚合物分离轻重稀土的方法(申请号:201210457330.4》。通常，稀土金属离子与邻位四甲基六元瓜环在中性、酸性水溶液很难直接配位并构筑形成超分子聚合物。但当将硝酸镉引入稀土金属离子与瓜环共存的水溶液中，其能起到诱导作用，使稀土金属离子与邻位四甲基六元瓜环能迅速直接配位形成超分子自组装聚合物。本专利申请中就是利用硝酸镉的无机诱导作用，使邻位四甲基六元瓜环Co-TMeQ)与系列稀土金属离子直接配位，合成了一系列邻位四甲基六元瓜环-稀土金属的超分子自组装体聚合物。利用邻位四甲基六元瓜环与轻稀土金属(Nd、Sm、Eu)及重稀土金属形成超分子自组装体聚合物，但与轻稀土(La、Ce、Pr)金属无法形成超分子自组装体聚合物的不同，可用于轻重稀土金属离子的分离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于合成了一系列邻位四甲基六元瓜环-轻稀土 Nd、Sm或Eu超分子聚合物以及邻位四甲基六元瓜环-重稀土超分子聚合物，公开其合成方法。利用邻位四甲基六元瓜环与轻稀土 Nd、Sm或Eu及重稀土 Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu形成超分子聚合物，但与轻稀土 La、Ce或Pr不形成超分子聚合物的差异，用于轻重稀土金属离子的分离。本专利技术邻位四甲基六元瓜环(o_TMeQ ) _稀土形成超分子聚合物，是以硝酸镉Cd(NO3)2作为无机诱导剂，在硝酸镉Cd(NO3)2存在条件下，在中性环境中，邻位四甲基六元瓜环与稀土金属盐在水溶液中合成的邻位四甲基六元瓜环-轻稀土 Nd、Sm或Eu超分子聚合物以及合成的邻位四甲基六元瓜环-重稀土 Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu超分子聚合物，所指的邻位四甲基六元瓜环与轻稀土形成超分子聚合物的化学组成通式为: {].(NO3).Cl.6H20} Ln代表稀土金属离子； 所指的邻位四甲基六元瓜环与重稀土形成超分子聚合物的化学组成通式为: {].2 (NO3).Cl.χΗ20} Ln代表稀土金属离子；X为结晶水分子数量(14 < X <17)。本专利技术所指用硝酸镉作为无机诱导剂，中性环境中诱导形成的邻位四甲基六元瓜环-轻稀土超分子聚合物为: (1){Nd (H2O) 5 (NO3) ^TMeQ }.(NO3).Cl.6 (H2O) (2)(Sm(H2O)5(NO3) VTMeQ }.(NO3).Cl.6 (H2O) (3){Eu (H2O) 5 (NO3) ^TMeQ }.(NO3).Cl.6 (H2O) 本专利技术所指硝酸镉作为无机诱导剂，中性环境中诱导形成的邻位四甲基六元瓜环-重稀土超分子聚合物为: (4){Gd (H2O) 6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.16 (H2O) (5){Tb (H2O) 6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.16 (H2O) (6){Dy (H2O) 6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.16 (H2O) (7){Ho (H2O) 6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.16 (H2O) (8){Er (H2O) 6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.15 (H2O) (9)(Tm(H2O)6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.17 (H2O) (10){Yb (H2O)6O-TMeQ }.2 (NO3).Cl.H(H2O) (11){Lu (H2O) 6 ^TMeQ }.2 (NO3).Cl.H(H2O) 上述所指的诱导剂为硝酸镉。邻位四甲基六元瓜环(o-TMeQ)的化学式为C4tlH44N24O12，晶体结构如附图1。上述所述的硝酸镉(Cd(NO3)2)诱导邻位四甲基六元瓜环-稀土形成超分子聚合物的合成方法，按下列步骤进行: (1)将o-TMeQ用水溶液完全溶解得到溶液A; (2)将Ln(NO3)3和硝酸镉(Cd(NO3)2)分别按摩尔比6~9:2称量，混合与同一容器中，用水溶液将两种物质完全溶解得到溶液B ;(3)将溶液A与B按o-TMeQ:Ln (NO3) 3:硝酸镉(Cd(NO3)2)等于1: 6~9: 2的摩尔比混合； (4)静置。轻稀土Nd，Sm，Eu及原子序Gd以后的重稀土，依原子序越大，晶体长出速度越快的规律生长出相应晶体，而轻稀土 La，Ce, Pr不长出晶体。以上所述的邻位四甲基六元瓜环-稀土超分子聚合物合成方法，其溶液为水溶液。当O-TMeQ、Ln(NO3)3、硝酸镉Cd(NO3)2按摩尔比1: 6~本文档来自技高网...
【技术保护点】
邻位四甲基六元瓜环o‑TMeQ[6]‑稀土超分子聚合物，其特征是硝酸镉Cd(NO3)2作为无机诱导剂，在硝酸镉Cd(NO3)2存在条件下，在中性环境中，邻位四甲基六元瓜环与稀土金属盐在水溶液中合成的邻位四甲基六元瓜环‑轻稀土Nd、Sm或Eu超分子聚合物以及合成的邻位四甲基六元瓜环‑重稀土Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu超分子聚合物，所指的邻位四甲基六元瓜环与轻稀土形成超分子聚合物的化学组成通式为：{[Ln(H2O)5(NO3) o‑TMeQ[6]]·(NO3)·Cl·6H2O}Ln代表稀土金属离子；所指的邻位四甲基六元瓜环与重稀土形成超分子聚合物的化学组成通式为：{[Ln(H2O)6 o‑TMeQ[6]]·2(NO3)·Cl·xH2O}Ln代表稀土金属离子；x为结晶水分子数量（14≤ x ≤17）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周加加，尉鑫，赵迎春，张前军，薛赛凤，祝黔江，陶朱，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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