锂离子电池广泛用于手机、相机、笔记本电脑等数码电器。2005年我国手机更换量已达到1.2亿只,预计我国在2005年预计需要1200-1800t。而中国钴资源贫乏,已探明的多属于伴生矿,品味较低,每年都需要大量进口钴资源,因此回收废旧锂离子电池中的钴具有重要意义。目前处理废旧锂离子电池中钴的方法主要有浮选法、化学沉淀法、溶剂萃取法、电还原法、萃取法以及离子交换/螯合法。近年来,螯合法由于其稳定性以及可循环使用能力成为广泛研究的热点。S元素由于其特殊的外层电子结构,能与过渡区金属元素有效地结合,本文利用此特点,以对甲基苯硫酚为原料,在巯基的邻位引入不同官能团,合成一系列螯合剂用于回收废旧锂离子电池中的Co的研究,期待研究出有实际应用价值的回收钴的螯合剂。以对甲基苯硫酚为原料,在二氯甲烷与乙醇的混合溶液中进行硝化反应,合成4-甲基-2-硝基硫酚。研究表明:当反应物浓硝酸与对甲基苯硫酚的物质的量比为4:1,反应温度为15℃,反应时间为3h时,产率达48.5%;使用不同质量的产物与5ml含钴离子1681mg/L的废旧锂电池浸出液进行螯合实验时,螯合剂用量为0.30g时螯合率达98.7%;使用8mol/L的HCl溶液对螯合物进行解吸附,钴离子释放率达到83.6%。为了改善螯合剂的亲水性,使用锌粉还原法将4-甲基-2-硝基硫酚还原成4-甲基-2-氨基硫酚。最佳反应条件如下:当锌粉与硝基化合物的物质的量比为4∶1,乙醇与水的比例为7∶3、总体积为15 ml,温度为80℃时,产率为最高值76.2%。用5 mlρCo2+ = 1194 mg/L的废旧锂离子电池浸出液进行螯合实验,螯合剂用量为0.25 g时的螯合率为98.5%;用1 mol/L HCl对螯合物进行解吸附,Co2+释放率为96.7%。4-甲基-2-氨基硫酚化学性质不稳定,易被氧化,且由于氨基的弱碱性,在解吸附过程中易与酸反应成盐,而溶于解析液中。于是我们使用重氮化实验将4-甲基-2-氨基硫酚转变为4-甲基-2-羟基硫酚。当NaNO2与4-甲基-2-氨基硫酚的摩尔比为2.10:1,硫酸浓度为3mol/L,反应温度为3℃时,水解时硫酸最佳浓度为6mol/L,4-甲基-2-羟基硫酚的产率为71.2%,4-甲基-2-羟基硫酚的产率为71.2%。当4-甲基-2-氨基硫酚的用量为0.25g时,对5ml钴离子浓度为1194mg/L的溶液进行螯合,螯合率达到最佳为98.6%。使用25ml浓度为6mol/L的HCl溶液对沉淀进行解吸附,最大解吸附率为84.3%。