杯芳烃羧酸萃取稀土、钍与含杯配合物结构研究

本文以大环化合物杯芳烃羧酸为萃取体系，系统考察稀土元素在该体系中的萃取分离性能，比较了钍与稀土元素的萃取性质差异，从而为杯芳烃羧酸在该分离领域中的应用提供一定的实验数据，此外，采用无机水热合成制备了含杯[8]芳烃的三元超分子配位聚合物并表征其结构，具体研究内容如下： 1、 合成杯芳烃并进行化学修饰得萃取剂杯芳烃羧酸，采用熔点测定、元素分析、TG-DTA、FT-IR和1H-NMR等分析方法表征，并利用两相滴定法测定了杯芳烃羧酸的基本常数。 2、 研究杯芳烃羧酸-CHCl3/RE-HCl萃取体系碱金属离子、离子强度、酸度、温度和萃取剂浓度对Eu(III)的萃取分配比影响，并分析其萃取机理。在此基础上，探索杯芳烃羧酸的协同萃取性能，发现杯[4]芳烃羧酸与伯胺N1923的ABC酸碱耦合协萃体系对轻、中、重稀土有不同的协萃能力，协萃系数与原子序数呈“双峰效应”。 3、 在萃取热力学基础上，利用层流恒界面池研究杯[4]芳烃羧酸萃取Nd(III)的动力学性质，确定了萃取反应控制模式随条件不同有所变化，化学反应在相界面上进行，并获得了萃取反应速率方程。 4、 以杯芳烃羧酸-CHCl3/Th-HCl体系研究钍的萃取性能，考察了碱金属离子、离子强度、酸度、温度和萃取剂浓度对Th(IV)的萃取影响，比较其与稀土萃取性能的差异，并在此基础上进一步研究与伯胺N1923协同萃取钍的性能，分析了协同萃取反应机制。 5、 水热合成并表征了含磺化杯[8]芳烃，2，2’-联吡啶与镍的三元超分子配合物。磺化杯[8]在该配合物中呈“双-反向锥式”构型，分子间由氢键和C-H…π相互作用将四核Ni簇连接成三维超分子结构。