论文部分内容阅读
4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚(t-BAMBP)为最主要的铷铯萃取剂。t-BAMBP催化合成产率较低,价格昂贵,合成粗产品中副产物种类及数量较多,副产物对萃取碱金属的影响尚不明确。本文以D001型强酸性阳离子交换树脂为催化剂,研究了合成t-BAMBP的优化条件,分离提纯了合成粗产品中的t-BAMBP。首次研究了四种副产物对t-B AMBP萃取铷铯的影响及相关萃取性能。以4-叔丁基酚和苯乙烯为原料,D001树脂为催化剂,催化合成t-BAMBP的最优条件为：温度130℃,催化剂用量mresin/mphenol=0.5%,原料配比nphenol/nstyrene=1/1.5,反应时间2.0h。该条件下,主产物t-BAMBP的产率为54.90%,4-叔丁苯酚反应生成t-BAMBP选择性为81.48%。树脂可重复使用三次,产率保持在50%以上。提纯后的t-BAMBP产品具备良好的铷铯萃取性能。t-BAMBP萃取提锂母液中铷铯的分配比和分离系数受有机相中苯乙烯二聚体含量变化的影响较小。有机相密度、粘度、分相时间均随二聚体含量增加而上升,不利于萃取。等摩尔法结果表明,单一的2-苄基酚、2,4-二叔丁基苯酚或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与t-BAMBP不存在协萃效应。2-苄基酚在多种有机溶剂中均有较高的萃铯性能；2,4-二叔丁基苯酚仅在硝基苯溶液中有一定的萃铯能力,铷铯选择性较低；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚基本不具备碱金属萃取能力。首次考查了混相时间、萃取剂浓度、Cs+浓度、pH、温度对2,4-二叔丁基苯酚和2-苄基酚萃铯的影响。进一步考察了2-苄基苯酚的萃铯机理,斜率法结果表明萃铯分配比与酚摩尔浓度呈指数三次方相关,与pH呈指数一次方相关；红外光谱检测显示,2-苄基苯酚在实验浓度范围内,均以二聚体形式存在；在298K,萃取剂浓度1M,水相碱度0.1M,铯离子浓度0.01M的条件下,反应平衡常数K=140.64,△H=-62.94kJ/mol,△G=-12.25kJ/mol,△s=-170.1J/(K.mol)；2-苄基苯酚萃取铯的萃合物结构为[Cs(ROH)5]OR,碱性条件下萃取反应为：