一种金属离子萃取剂及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种金属离子萃取剂及其合成方法，属于萃取剂的合成技术领域。所述金属离子萃取剂的合成方法具体包括：在二甘醇中加入无机酸反应得到二甘醇酸，然后加入亚硫酰氯反应二甘醇酰氯，再加入2

【技术实现步骤摘要】
一种金属离子萃取剂及其合成方法


[0001]本专利技术涉及萃取剂的合成
，特别是涉及一种金属离子萃取剂及其合成方法。

技术介绍

[0002]稀土是重要的有色金属，在新材料开发、超纯材料制备等领域具有巨大的应用价值。溶剂萃取具有分离效率高、能耗低的特点，已成为分离纯化稀土的重要手段。另外，核燃料后处理时，利用中子将半衰期很长的锕系元素转变为半衰期短的同位素，但镧系元素能有效捕获中子，所以必须利用溶剂萃取的方法将高放废液中的镧系元素和锕系元素分离。新型萃取剂的研制和科学设计工艺流程一直是溶剂萃取的两个重要方面，因此探索高效、廉价的萃取剂对萃取化学的发展具有重大意义。
[0003]含硫萃取剂虽然广泛用于提取部分重金属、镧系元素及贵金属。但缺点是pKa值较高，适宜萃取的体系酸度过低，且容易酸解，在一定程度上限制了应用；以及焚烧后会造成二次污染。酰胺萃取剂具有易合成、耐辐射和能完全燃尽无污染等优点，是新型绿色环保萃取剂。但缺点是取代酰胺失去了氢键缔合能力，其水溶性较差。且氮原子未被完全取代，该萃取剂未能充分发挥配位效应，萃取能力一般。双酰胺荚醚类萃取剂是近年来提出的一类新型绿色萃取剂，相比于酰胺萃取剂，该类萃取剂以三齿配位方式与金属离子络合，提高了萃合物的稳定性，从而提高萃取效率，如N,N,N
’
,N
’‑
四辛基
‑3‑
氧戊二酰胺(TODGA)萃取剂，但该萃取剂在酸度过大或金属离子浓度过高的体系中易出现相分离的现象。而如何制备得到一种与金属的结合效果好、选择性好、在酸度过大或金属离子浓度过高的体系不易出现相分离的高效的、绿色的萃取剂成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种金属离子萃取剂及其合成方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过改变原料及制备方法，制备得到了一种碳链长度相对较短，空间位阻小，与金属结合效果好、选择性好的高效、绿色的萃取剂。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术的技术方案之一：一种金属离子萃取剂，所述金属离子萃取剂的结构式如式(1)或式(2)所示：
[0007][0008][0009]本专利技术的技术方案之二：一种根据权利要求1所述的金属离子萃取剂的合成方法，所述式(1)所示萃取剂的合成方法包括以下步骤：
[0010](1)在二甘醇中加入无机酸加热回流反应得到二甘醇酸；
[0011](2)在步骤(1)中制备得到的二甘醇酸中加入亚硫酰氯反应得到二甘醇酰氯；
[0012](3)在2
‑
乙基己胺和无机碱的混合溶液中加入步骤(2)中制备得到的二甘醇酰氯反应得到式(1)所示萃取剂。
[0013]本专利技术的技术方案之三：一种根据权利要求1所述的金属离子萃取剂的合成方法，所述式(2)所示萃取剂的合成方法包括以下步骤：
[0014](1)在二甘醇中加入无机酸加热回流反应得到二甘醇酸；
[0015](2)在步骤(1)中制备得到的二甘醇酸中加入亚硫酰氯加热回流反应得到二甘醇酰氯；
[0016](3)在二正辛胺和无机碱的混合溶液中加入步骤(2)中制备得到的二甘醇酰氯反应得到式(2)所示萃取剂。
[0017]进一步地，所述步骤(1)具体包括：在二甘醇中加入无机酸一次加热反应至无气体释放后，再加入二甘醇二次加热反应得到二甘醇酸。
[0018]进一步地，所述无机酸在二甘醇加热至45℃时加入；所述无机酸为硝酸；所述无机酸的摩尔浓度为0.01mol/L；所述一次加热反应和二次加热反应中的二甘醇的摩尔比为1：1～1:6；所述一次加热反应和二次加热反应中的二甘醇总的摩尔质量与无机酸的摩尔质量
比为1：0.001～0.004。
[0019]进一步地，所述一次加热的温度为60～70℃；所述二次加热具体包括：40～50℃下保持30～60min，然后升温至75～85℃下加热反应20～40min。
[0020]进一步地，所述步骤(2)中二甘醇酸与亚硫酰氯的摩尔比为1：3～1：8，加热回流的时间为4～8h。
[0021]进一步地，所述步骤(3)中二甘醇酰氯与2
‑
乙基己胺的摩尔质量比为1：1～1：6；所述2
‑
乙基己胺与无机碱的摩尔质量比为1：20～1：50。
[0022]进一步地，所述步骤(3)中二甘醇酰氯与二正辛胺的摩尔质量比为1：0.5～1：5；所述二正辛胺与无机碱的摩尔质量比为1：60～1：80。
[0023]进一步地，所述步骤(3)中的无机碱为氢氧化钠；所述无机碱的质量分数为30％。
[0024]本专利技术公开了以下技术效果：
[0025]本专利技术制备得到的金属离子萃取剂克服了现有萃取剂不够绿色环保、萃取效果一般及酸度大体系中易形成多相分离的缺点，具有碳链长度相对较短，空间位阻小等优点，且与金属结合效果好、选择性好，萃取效率高，是一种绿色的萃取剂。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例1的合成路线图，1为硝酸，2为亚硫酰氯，3为2
‑
乙基己胺；
[0028]图2为本专利技术实施例1制备得到的N,N,N
’
,N
’‑
四
‑2‑
乙基己基二甘醇酰胺的1HNMR光谱图；
[0029]图3为本专利技术实施例2制备得到的N,N,N
’
,N
’‑
四辛基二甘醇酰胺的1HNMR光谱图。
具体实施方式
[0030]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0031]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0032]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0033]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属离子萃取剂，其特征在于，所述金属离子萃取剂的结构式如式(1)或式(2)所示：2.一种根据权利要求1所述的金属离子萃取剂的合成方法，其特征在于，所述式(1)所示萃取剂的合成方法包括以下步骤：(1)在二甘醇中加入无机酸加热回流反应得到二甘醇酸；(2)在步骤(1)中制备得到的二甘醇酸中加入亚硫酰氯反应得到二甘醇酰氯；(3)在2
‑
乙基己胺和无机碱的混合溶液中加入步骤(2)中制备得到的二甘醇酰氯反应得到式(1)所示萃取剂。3.一种根据权利要求1所述的金属离子萃取剂的合成方法，其特征在于，所述式(2)所示萃取剂的合成方法包括以下步骤：(1)在二甘醇中加入无机酸加热回流反应得到二甘醇酸；(2)在步骤(1)中制备得到的二甘醇酸中加入亚硫酰氯加热回流反应得到二甘醇酰氯；(3)在二正辛胺和无机碱的混合溶液中加入步骤(2)中制备得到的二甘醇酰氯反应得到式(2)所示萃取剂。4.根据权利要求2～3任一项所述的金属离子萃取剂的合成方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：在二甘醇中加入无机酸一次加热反应至无气体释放后，再加入二甘醇二次加热反应得到二甘醇酸。5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述无机酸在二甘醇加热至45℃时加
入；所述无机酸为硝酸；所述无...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏敏皓，曹世权，朱杉，
申请(专利权)人：四川长晏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：