新型钯萃取剂的合成及萃取钯的研究

2 1 1 不同稀释剂对萃取的影响 选用 CCl4 、 CHCl3 、 正己烷 和环己 烷作 为稀 释 剂, 在相同条件下, 考察它们在盐酸介质中对 SN 萃 取 Pd( ) 的影响 , 结果见表 1 。 由表 1 可知, 所选用的稀释剂在盐酸介质中对 SN 萃 取 Pd( ) 的影响甚小。但用 CCl4 和 CHCl3 作稀释剂时, 萃取后 , 分相很快 , 界面清晰, 不出现第 三相 ; 用正己烷作稀释剂时, 萃取剂浓度小于 70%
作者简介 : 陈剑波 ( 1962- ) , 男 , 广东揭阳人 , 硕士
有色金属( 冶炼部分)
2005 年 2 期 色为黄红色。 合成反应为:
! 25 !
后用乙醚纯化, 再用 NaOH 溶液和 蒸馏水洗涤 , 最 后用 Na2 SO4 干燥 , 蒸出乙醚, 产率约 92% 。产品颜 S
丙酮
S C SH + KOH N S C SK + C4 H 9 Br
Abstract: 2 mercaptobenzot hiazole is used as orig inal material t o sy nt hesize buty l benzothiazole sulfide ( simplified form as S N ) . T he ex t ract ion propert ies of Pd( ) in the hydrochloric acid medium by t his ext ract ant is st udied. T he result shows t hat t he ex tract ion property of Pd( ) by S N is excellent. T he sat urat ion capacit y of ext ract ion Pd is over 6. 877g / L in 0. 1mol/ L HCl medium by 50% SN CCl4 . T he ext ract ion mechanism is solvent complex ing in 0. 1~ 0. 2mol/ L HCl. T he Pd( II) is matched w it h N at om in benzot hiazole judged by IR spectra. T he composit ion of ex tract ion complex is PdCl2 !2SN . Keywords: Synt hesis; But yl benzothiazole sulf ide; Ext raction; P alladium 在铂族金属的精练提取方法中 , 溶剂萃取法比 传统的沉淀法具有选择性好、 效率高、 操作简单、 金 属回收高、 产品纯度高、 成本低、 有机试剂可以循环 利用等优点。 作为钯的萃取剂有含氧、 氮、 硫和磷的有机化合 物。中性含硫 有机物是萃取贵 金属的一种重 要试 剂。该类萃取剂萃取能力强 , 有较好的选择性。已 研究过多种不同结构的烷基硫醚对 P d 的萃取 , 分 析及分离[ 1- 7] 。本文合成一种具有含 N 、 S 的新型 钯萃取剂 丁基苯并噻唑硫醚 , 并对其在盐酸介质 中对钯的萃取进行研究。
99 7 99 7 99 72 99 7
由表 3 可见 , S N 对 Pd( ) 的萃取 , 在 H Cl 浓度 0 1~ 2 0 mol/ L 内不受 HCl 酸度的影响。 2 1 4 氯离子浓度对萃取的影响 室温 下, 萃 取剂 体 积 分数 50% 、 Pd2+ = 1000 mg/ L、 相比 O/ W= 1 #1、 H = 0 2mol/ L 、 萃 取时间 10min, 用 NaCl 溶液改变待萃液中的 [ Cl ] , 结果见 表 4。 表4 氯离子浓度对萃取的影响
振荡时间 / min 萃取率 / % 1
萃液 2m L 于 5mL 磨口试管中, 置于电动振荡器中 振荡萃取到所需时间后 , 静置分相。移取一定量的 萃余液于 10mL 容量瓶中 , 用 0 1mol/ L H Cl 溶液稀 释至刻度 , 用原子吸收分光光度计分析萃余液中 Pd ( ) 的含量。有机相中 Pd( 减法求得。 ) 的含量可以通过差
-
99 7 99 7 99 6 99 6 99 5 99 4 99 2 99 2 98 9 98 5
0 5 99 7
1 0 99 7
1 5 99 7
2 0 99 7
由表 7 可知, 萃取剂 S N 重复使用 10 次后, 萃取 率仍然很高。但由于实验操作过程中损失了一部分 有机相, 所以萃取率有所下降。因此说明, SN 对 Pd ( ) 的萃取性能很好, 可以多次重复使用。 2 2 SN 萃钯的机理探讨 2 2 1 SN 与 Pd( ) 形成萃合物的红外光谱 取二份 2 685mol/ L 的 S N - CCl4 有机相, 其中 一份萃取含 P d( ) 为 5 000g / L , 酸度为 1 0mol/ L 的水相至饱和 , 分出有机相 , 用涂片法 做红外光谱 IR。 由萃取 Pd 前、 后有 机相的红外光 谱图可以看 出 , 萃 取前后 有机相 的红 外光谱 在 3 400~ 3 200 cm - 1 范围内没有出现 H 2 O 分子缔合的吸收峰, 这说 明水没有参加萃取反应; 在 v SCH 2-
结果与讨论21s对pd的萃取性能211不同稀释剂对萃取的影响选用cc14chc13正己烷和环己烷作为稀释剂在相同条件下考察它们在盐酸介质中对s可知所选用的稀释剂在盐酸介质中对sn萃取pd1i的影响甚小
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有色金属( 冶炼部分)
2005 年 2 期
新型钯萃取剂的合成及萃取钯的研究
陈剑波1 , 古国榜2
)的
反应是一快速反应 , 且萃取率很高, 在 1min 时已达 到 94 5% 。萃取率随时间的增长而上升, 但当时间 超过 9m in 后 , 萃取率不再发生变化, 萃取达到平衡。 本文选择萃取时间均为 10min。 2 1 3 盐酸浓度对萃取的影响 室温下 , 萃 取剂体 积分 数 50 % 、 P d2+ = 1000 mg/ L 、 相比 O/ W = 1 1、 振荡时间为 10min, 用 HCl 溶液改变待萃液的酸度。结果见表 3。
) 的含量, 计算每次的萃取率, 结 萃取剂 SN 的重复使用性能 Repeated serviceability of SN
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Table 4 Effect of Cl concentration on the extraction of Pd( )
C( Cl- ) / ( mol! L - 1 ) 萃取率 / % 0 2 99 68
丙酮
C
SK + H 2 O
N S
C N
S- H
S
C 4H 9 + KBr
N 从 IR 谱 图 可 知 : 苯 并 噻 唑 硫 醇 中 的 2592cm
S- CH2- 1 - 1
时 , 分相 较慢 , 不 方便 操作。综合 考虑 , 本文 选用 CCl4 作为稀释剂。 表1 Table 1
稀释剂 CCl4 CHCl3 己烷 环己烷
1
实验
1 1 试剂和仪器 试剂 : 苯并噻唑硫醇 ( 工业纯 ) 、 1- 溴丁烷、 丙 酮、 氢氧化钾、 四氯化碳 , 均为分析纯。 仪器: 搅拌器、 电动振荡器、 WF X- IB 型原子吸 收分光光度计。 1 2 丁基苯并噻唑硫醚的合成 在 500mL 四口烧瓶中, 安装搅拌和回流装置。 加入 125g 苯并噻唑硫醇 , 250mL 丙酮和少量水 , 然 后加入 氢氧化钾。加热到 某一温度 时, 加 入 150g 1- 溴丁烷。反应一定时间后, 过滤 并蒸出溶剂, 然
Effect of extracting time )
12 15 20 3 5 7 9
on the extraction of Pd(
94 5 97 2 98 2 99 3 99 6 99 6 99 6 99 6
2
2 1
结果与讨论
SN 对 Pd( ) 的萃取性能
由表 2 可知, 丁基苯并噻唑硫醚萃取 Pd(
2005 年 2 期
SN 萃取 Pd(
2 3 4
) 的容量
5 6 7
Table 3 Effect of HCl concentration on the )
Extraction capacity of SN
1 992 2 984 3 972 4 956 5 933 6 877 99 5 99 2 98 8 98 4 97 7 94 4
Study on the Synthesis of New Palladium Extractant and its Extraction of Palladium( )
CHEN Jian bo 1 , GU Guo bang 2
( 1. D epart ment of Chem ical Engineering of Guangdong Industry Technical College, Guangz hou 510300, China; 2. D epartm ent of Applied Chemist ry, Sout h China U niversit y of T echnology, G uangzhou 510640, ChN 的重复使用性能
2+
室温 下, 体积 分数 50 % 萃 取剂 萃取 Pd = 1000 mg / L 后, 静置分层, 有机相用 9mol/ L 氨水进 行反萃。反萃后的有机相返回第一级萃取 , 分析每 次萃余液中 Pd( 果见表 7。 表7 Table 7
使用次数 萃取率 / % 1
( 1. 广东轻工职业技术学院轻化系, 广州 510300; 2 华南理工大学应用化学系 , 广州 510640)
摘要 : 用苯并噻唑硫醇为原料合成了新型钯萃取剂 大于 6 877g/ L; SN 萃取 P d(
丁基苯并噻唑硫醚 ( 简 写为 S N ) 。研 究了该合 成萃
取剂在盐 酸介质中对钯的萃取。实验结果表明 : S N 对钯 的萃取性 能很好 , 50% S N 对 钯的萃取 饱和容 量 ) 的机理是配位溶剂化 ; 从 IR 谱 初步判断 Pd 与 S N 中的 N 配位。用斜 率 法求得萃合物的组成为 PdCl2!2SN 。 关键词 : 合成 ; 丁基苯并噻唑硫醚 ; 萃取 ; 钯 中图分类号 : T F836, T F 804 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1007- 7545( 2005) 02- 0024- 04
! 26 ! 表3 盐酸浓度对萃取的影响 extraction of Pd(
盐酸浓度 / ( mol! L - 1 ) 萃取率 / % 0 1 0 2 0 5 99 68 99 7
有色金属( 冶炼部分) 表6 Table 6
萃取次数 0 8 1 0 2 0 C( Pd2+ ) / ( mg! L - 1 ) 萃取率 / % 1 997 99 7
峰消失, 而在~ 1366cm 处出现另一新峰 。说明反应由苯并噻唑硫醇生成了 丁基苯
稀释剂对萃取的影响 Effect of different diluents on the extraction of Pd(
萃取剂体积分数 / % 80 20 80 20 80 20 80 20 99 8 99 7 99 7 99 3 99 8 99 7 99 4 97 5
)
萃取率 / %
萃取时间对萃取率的影响
室温 下 , 萃 取 剂 体积 分 数 15% 、 Pd2+ = 1000 mg/ L、 HCl= 0 1mol/ L、 相比 ( 有机相/ 水相 ) O/ W= 1#1 时 , 振荡萃取时间对萃取率的影响见表 2。 表 2 萃取时间对萃取率的影响 Table 2
并噻唑硫醚。 产品主要物理性质为: 密度 ( 25 ∀ ) 1 16g/ mL , 平均 相对 分子 质量 216 ( 冰点 下降 法 测定 ) , 黏 度 4 05M Pa! s, SN 在 苯、 乙醇、 氯仿、 四 氯化碳、 正己 烷、 环己烷中可互溶 , 而在水中则微溶。 1 3 试液的配制 1 000g/ L Pd( ) 待萃液 : 准确称取 500mg 钯 粉于烧杯中 , 加 10mL 浓盐酸和几滴 H 2O 2 , 完全溶 解后小心蒸发至近干 , 用 0 1mol/ L H Cl 溶液转移入 500ml 容量瓶并稀释至刻度。 萃取剂溶液配制 : 用合成的丁基苯并噻唑硫醚 加入稀释剂, 配制成所需要萃取剂的浓度。 1 4 操作与分析方法 分别用移液管移取萃取有机相 2mL 、 Pd( )待 2 1 2