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本论文分别采用萃取、沉淀和吸附法对模拟卤水和实际卤水体系中铷、铯的分离提取展开具体的研究工作,从量子化学方面对4-叔丁基-2-（α-甲基苄基）苯酚（t-BAMBP）和磺化煤油（SK）体系萃取铷、铯的机理进行研究;考察磷钨酸（PWA）沉淀铷的影响因素和沉淀动力学;此外,选择并制备几种对铷、铯具有特异性的吸附材料,对其吸附行为和机理进行深入研究。1.根据课题组前期工作,采用4-叔丁基-2-（α-甲基苄基）苯酚（t-BAMBP）和磺化煤油（SK）体系萃取盐湖卤水中的铷（铯）,并开发其分离工艺。分别研究了影响萃取的主要因素,确定了最佳工艺条件,通过不断重复萃取-反萃操作可达到将铷离子从盐湖卤水中分离提纯的目的。此外,证明了t-BAMBP可以循环利用,经水洗后对铷（铯）的萃取能力并没有明显的降低。另外,采用Chemsketch软件建立了金属离子与t-BAMBP结合形成的分子簇模型,并基于此分子理论模型,采用PM7半经验方法在MOPAC 2016软件中进行了计算分析,根据计算结果,t-BAMBP萃取铷、铯的反应是放热反应,在293 K下反应自发发生,产物为2:3型时更符合萃取机理,与钾离子相比,铷、铯离子更容易与t-BAMBP反应,得到的计算结果与实验结果相一致,证明了t-BAMBP对铷、铯离子具有特异性。量化计算与实验相结合对于工艺流程的确定具有重要意义,对从盐湖卤水中分离提取铷、铯离子具有理论指导价值。2.通过利用磷钨酸（PWA）沉淀法对含铷溶液中铷离子的分离提取,分别以原子吸收光谱法（AAS）测定滤液中的铷和重量法分析沉淀物。为了将铷离子完全转化为磷钨酸铷沉淀形式,分别考察了沉淀剂的用量,pH,时间,温度和干扰离子等条件因素对沉淀的影响。此外,对沉淀动力学的研究可得该沉淀反应为低温有利反应,活化能Ea=31.56 kJ mol-1。经10次重复实验证明磷钨酸沉淀方法的重现性较好,且利用原子吸收光谱进行分析测定和重量法得到相对一致的结果。磷钨酸（PWA）沉淀铷的研究对沉淀法分离提取盐湖卤水中的铷（铯）离子具有理论指导性,为盐湖铷（铯）资源开发利用提供了重要的科学价值和经济意义。3.制备了硅钨酸-聚丙烯腈（STA-PAN）新型复合吸附剂,研究了其对水溶液中铷（Rb）和铯（Cs）离子的吸附行为,分别用SEM,EDS和FT-IR对STA-PAN吸附剂进行了表征,对pH,振荡时间,初始浓度,干扰离子,循环再生性和稳定性等条件的影响进行了详细的研究。STA-PAN吸附剂在pH 7.0吸附Rb（I）和Cs（I）离子,并在2.5 h内达到吸附平衡。STA-PAN吸附剂吸附Rb（I）和Cs（I）离子符合Freundlich吸附等温线,吸附过程在293 K为放热自发过程。解吸实验结果表明,吸附在STA-PAN复合吸附剂上的Rb（I）和Cs（I）离子可以被0.2 mol L-1 HCl溶液有效解吸,可再生成初始形式而其原始功能性并没有显着恶化,表现出良好的稳定性和可循环利用性。因此,STA-PAN复合吸附剂适用于分离水资源中Rb（I）和Cs（I）离子以及去除废水中的Rb（I）和Cs（I）离子。4.制备了一种新型四苯硼钠-聚丙烯腈（TPB-PAN）复合吸附剂,研究了其在溶液中对铷（Rb）和铯（Cs）离子的吸附行为,分别用SEM,EDS和FT-IR对TPB-PAN吸附剂进行了表征,考察了pH,振荡时间,Rb（I）和Cs（I）离子初始浓度,温度和干扰离子等实验条件的影响。结果表明,TPB-PAN吸附剂在pH 7.0吸附Rb（I）和Cs（I）离子,且2 h内达到吸附平衡,符合准二级动力学模型,为化学吸附。在最佳条件下,根据Langmuir吸附等温线,TPB-PAN吸附剂对Rb（I）和Cs（I）离子的最大吸附容量分别为44.64 mg g-1和118.48 mg g-1,在293 K,铷和铯的吸附过程为放热自发过程。因此,在无钾离子干扰的情况下,制备的TPB-PAN吸附剂具有高选择性,高灵敏度,反应迅速和高吸附量等特点。因此,在实际应用中,TPB-PAN吸附剂可用于水样品中预富集和分离Rb（I）和Cs（I）离子,可适用于从自然资源和高放射性液体或废水中分离Rb（I）和Cs（I）离子。5.制备了磷钼酸铵-聚丙烯腈（AMP-PAN）新型复合吸附剂用于盐湖卤水中铷（铯）离子的选择性富集和分离,分别用SEM,EDS和FT-IR对AMP-PAN吸附剂进行了表征,并系统地研究了pH,振荡时间,初始浓度,干扰离子,循环再生性和稳定性等条件的影响。AMP-PAN吸附剂在pH 7.0时可吸附Rb（I）和Cs（I）离子,并在2.5 h内达到吸附平衡,溶液中共存离子的存在不会干扰Rb（I）和Cs（I）离子的吸附,表明AMP-PAN吸附剂对Rb（I）和Cs（I）离子的高选择性。解吸实验结果表明,吸附在AMP-PAN复合吸附剂上的Rb（I）和Cs（I）离子可以被0.5mol L-1 NH4Cl溶液有效解吸,可再生成初始形式而其原始功能性并没有显着恶化,表现出良好的稳定性和可循环利用性。因此,即使在共存离子存在的情况下,制备的AMP-PAN复合吸附剂对从水溶液中分离提取Rb（I）和Cs（I）具有高选择性,高灵敏度,制备简单,操作容易,反应迅速,较好的稳定性和吸附剂可回收等特点。因此,AMP-PAN吸附剂可广泛用于实际盐湖卤水中分离提取Rb（I）和Cs（I）离子和其他环境水资源样品中。总而言之,从量子化学方面解释了4-叔丁基-2-（α-甲基苄基）苯酚（t-BAMBP）特异性萃取铷、铯的机理;初步探究了磷钨酸（PWA）沉淀铷的效果和沉淀动力学行为;以可以沉淀铷、铯的沉淀剂为基质制备了硅钨酸-聚丙烯腈（STA-PAN）吸附剂,四苯硼钠-聚丙烯腈（TPB-PAN）和磷钼酸铵-聚丙烯腈（AMP-PAN）吸附剂,三者对铷、铯离子具有较好的吸附效果,且吸附剂的吸附性能顺序为:AMP-PAN>TPB-PAN>STA-PAN。此外,磷钼酸铵-聚丙烯腈（AMP-PAN）吸附法对实际卤水铷、铯的分离表现出了较好的效果。然而,在实际生产应用中单一的分离提取方法往往达不到要求,需要多种方法联用,不但克服了单独作用的缺点,而且是未来分离技术的发展趋势。