特种萃淋树脂萃取钯的性能及机理

程德平•夏式均

(抗州大学化学,深圳市卓铱贵金属科技有限公司，抗州310028)

1引言

萃取剂N1923用于萃取金属离子已有不少研究，但以吸钯萃淋树脂（ZOE-028）作固定相对钯的萃取色层法研究未见报道。本文在合成吸钯萃淋树脂（ZOE-028）的基础上，讨论了对钯的吸萃性能和机理,取得了较好的结果。

2实验部分

2.1仪器与试剂  

WFX-ID型原子吸收仪;THZ-82型恒温振荡器,色层柱(直径1.0cm,高30.0cm,附恒温夹套)。35.75%苯乙烯及二乙烯苯;N1923为R1R2CHNH2(R=C19~23,M4平=280)；0.5g/L的钯标准溶液(分析纯PdCl2配制)。吸钯萃淋树脂（ZOE-028）由苯乙烯、二乙烯苯及N1923合成制得,筛取φ=0.18-0.25mm的树脂为实验所用。

2.2实验方法 

  静态法为在100mL具塞锥形瓶中,加入7.0mgPd2-并使盐酸浓度达0.1mol/L(V2=30.00mL),加入100mg树脂,25℃时振荡3h,原子吸收法测定残留钯的含量,并计算分配比D和吸萃百分率E%(D=(C0-C)•V/W•C；E%=(C0-C)/C0x100%),动态法为将总体积50.00mL且含一定量Pd2-的盐酸浓度为0.1mol/L的溶液,以2.0mL/min上柱,然后用0.10mol/LSN+0.10mnol/L HCl溶液25.00mL洗脱,原子吸收法测定流出液或洗脱液中的钯。

3结果与讨论

3.1树脂对钯吸附性能的研究  

    (1)酸度对吸附及选择性的影响：采用不同酸度按实验方法考察N1923树脂对Pe2+、Zn2-、Cu2-、Fe3-的吸附及吸附选择性情况,结果表明,树脂选择性吸附钯的最佳酸度为0.1~5.0mol/L盐酸 

    (2)吸附时间的影响:采用不同吸附时间按实验方法考察此树脂的吸附情况,结果表明,达到平衡至少需80min,并从计算可得速率常数k=1.1入103/S；

    (3)等温吸附试验:按实验方法进行吸钯萃淋树脂（ZOE-028）等温吸附试验,结果表明,树脂对钯的吸附符合Freundlich等温吸附式(lgQ≈1gC+lgK). n为2.06,进一步说明反应较易进行；

    (4)温度的影:按实验方法,观察不同温度时的吸附情况。结果发现,随温度升高,吸附量下降,说明此过程是一放热反应。若按公式〔δlgD/δ(1/T)p〕=-,可求得此吸附反应热效应△H≈-13.9KJ/mol。

3.2色层柱试验

    (1)上柱液与洗脱液的选择:根据3.1-1的结果,选用0.1mol/L的盐酸为上柱液。同时实验结果表明,20mL0.05mol/LSN+0.5mol/L HCl即能完全洗脱柱上的钯,而用亚硫酸钠时20mL的洗脱液洗脱效果只及SN的76%。

    (2)流速的影响:改变洗脱液的流速,试验对钯回收率的影响。结果表明,流速≤4.0mL/min时,均能完全洗脱柱上的钯。

    (3)合成样品的分析:模拟合成含Mn2-、Zn2-、Cr3-、Cu2-、Ni2-、Co2-、Al3-、Fe3-、Pd2+等12种离子的试液,总体积50.00mL,酸度为0.1mol/L,试液通过后,SN洗脱,得钯回收率97.6%。

3.3树脂对钯吸附机理的研究

    (1)饱和吸附容量测定：元素分析测得树脂含氮量为1.35mmol/g,动、静态法测得饱和吸附容量为0.59和0.61mmol/g,树脂中萃取剂与钯的摩尔比约为1:2。

    (2)等摩尔系列法:按实验方法,加入不等的树脂和钯,但使总摩尔数均为100μmol。进行等摩尔吸附试验，结果表明。此曲线最高点所对应吸萃物中萃取剂与钯的摩尔比约为1:2，进一步确证吸萃物组成为[2RN·PdCl-)〕。

    (3)红外和核磁共振光谐分析析:红外光谱表明,树脂中N1923的v、v、v,峰分别为3370、3300和1620cm-3,吸萃后,1600、1495cm-3处出现一N的二个振动峰,说明吸萃是以离子缔台力结合的。NMR光谱也表明,一NH2上H的δ为1.15×10-3与N相连仲碳上的H的δ为2.47×10-6；形成萃合物后,H峰移至δ为7.00×10-,进一步确认了萃合物中胺以RN形式存在,且形成了一电中性化合物〔2RN•PdC〕。