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钯、铂在元素周期表中均属第Ⅷ族,因二者的价电子数相同、半径相近而使性质比较接近,造成了分离上的困难。因此本文设计合成了三种带杂环取代基的不对称硫醚-2-乙基己基苯并咪唑硫醚(EHBMS)、2-乙基己基苯并噻唑硫醚(EHBTS)、2-乙基己基苯并恶唑硫醚(EHBXS),并利用所合成的硫醚作为萃取剂考察了其萃取Pd(Ⅱ)的性能及机理。实验通过控制萃取剂浓度、萃取时间、待萃液酸度、相比等因素,并综合正交实验结果分析了萃取剂萃取分离Pd(Ⅱ)、Pt(、Ⅳ)的性能。
2-乙基己基苯并咪唑硫醚(EHBMS)从HCl介质中萃取Pd(Ⅱ)的研究表明,当EHBMS浓度为0.005 mol·L-1时,0.2 mol·L-1HCl介质中EHBMS对Pd(Ⅱ)的一次萃取率高达99.24％,用1.0 mol·L-1硫脲反萃Pd(Ⅱ)的一次反萃率高达97.80％。实验测定了浓度为0.1 mol·L-1的EHBMS对Pd(Ⅱ)的萃取饱和容量高于7.7383 g·L-1。[H+]对Pd(Ⅱ)的分配比没有影响,但却随着[Cl-]的增加而明显下降。通过斜率法、红外及紫外-可见吸收光谱等方法确定了萃合物的组成为PdCl2·2EHBMS。实验通过考察EHBMS浓度、萃取时间,待萃液酸度、相比等因素,并综合正交实验结果得出EHBMS萃取分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)的最佳萃取条件为:EHBMS浓度为0.005 mol·L-1,HCl浓度为0.2 mol·L-1,相比O／A=1.0,萃取时间t=15 min。在上述最佳条件下,萃取剂EHBMS可以有效地分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ),分离系数达到1.15×103。
2-乙基己基苯并噻唑硫醚(EHBTS)从HCl介质中萃取Pd(Ⅱ)的研究表明,当EHBTS浓度为7％时,0.1 mol·L-1HCl介质中EHBTS对Pd(Ⅱ)的一次萃取率达99.56％,用0.7 mol·L-1硫脲反萃Pd(Ⅱ)的一次反萃率高达98.66％。[H+]对Pd(Ⅱ)的分配比影响不大,但却随着[Cl-]的增加而明显下降。通过斜率法、红外及紫外-可见吸收光谱等方法确定了萃合物的组成为PdCl2·2EHBTS,实验首次成功培养出了EHBTS-Pd(Ⅱ)的单晶,实现了从分子结构水平上研究EHBTS萃取Pd(Ⅱ)的机理,EHBTS-Pd(Ⅱ)的晶体结构表明,EHBTS以中性配位机理萃取Pd(Ⅱ),通过其苯并噻唑环上的N原子与Pd(Ⅱ)配位,形成摩尔比为2:1的配合物,配合物以Pd原子为中心呈对称平面正方型构型。实验通过控制EHBTS浓度、萃取时间,待萃液酸度、相比等因素,并综合正交实验结果得出EHBTS萃取分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)的最佳萃取条件为:EHBTS浓度为7％,HCl浓度为0.1 mol·L-1,相比O／A=1.0,萃取时间t=40 min。在上述最佳条件下,萃取剂EHBTS可以有效地分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ),分离系数达到1.71×103。
2-乙基己基苯并恶唑硫醚(EHBXS)从HCl介质中萃取Pd(Ⅱ)的研究表明,当EHBXS浓度为8％时,0.1 mol·L-1HCl介质中EHBXS对Pd(Ⅱ)的一次萃取率达99.91％,用0.7 mol·L-1硫脲反萃Pd(Ⅱ)的一次反萃率高达98.27％。[H+]对Pd(Ⅱ)的分配比无影响,但却随着[Cl-]的增加而明显下降。通过斜率法和紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱等分析表明,萃合物的组成为PdCl2·2EHBXS,实验首次培养了EHBXS-Pd(Ⅱ)的单晶,实现了从分子结构水平上研究EHBXS萃取Pd(Ⅱ)的机理,EHBXS-Pd(Ⅱ)的晶体结构表明,EHBXS以中性配位机理萃取Pd(Ⅱ),通过其苯并恶唑环上的N原子与Pd(Ⅱ)配位,形成摩尔比为2:1的配合物,配合物以Pd原子为中心呈对称平面正方型构型。实验通过控制EHBXS浓度、萃取时间,待萃液酸度、相比等因素,并综合正交实验结果得出EHBXS萃取分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)的最佳萃取条件为:EHBXS浓度为8％,HCl浓度为0.1 mol·L-1,相比O／A=1.0,萃取时间t=40 min。在上述最佳条件下,萃取剂EHBXS可以有效地分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ),分离系数达到1.24×103。
实验所合成的萃取剂均有良好的重复使用性能,其制备方法和萃取分离钯、铂的过程对环境污染小,因此此类萃取剂萃取分离Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)具有良好的应用前景。