贵金属离子铂（Ⅳ）和钯（Ⅱ）的支撑液膜的迁移规律研究

论文摘要

贵金属因具有独特的物理和化学性质而逐渐受到人们的青睐,被广泛应用于各个领域。但是由于贵金属的物理、化学性质极为相似,并且价态多变,不同价态之间差别很大,因此贵金属分离一直是一个难题。液膜分离技术集萃取与反萃取于一体,具有较高的传质速率和通量,高的选择性,良好的分离效率和浓缩倍数,以及操作简单等特点,是近年来研究较为广泛的新型分离技术。为了提高贵金属分离的选择性和实用性,许多研究者将液膜技术应用于贵金属的分离研究,取得了良好的进展。然而研究报道较多的是乳化液膜,利用支撑液膜（SLM）进行贵金属的分离研究报道较少。因此本文选择贵金属铂和钯为分离对象,在溶剂萃取实验基础上,较为系统的研究了Pt（Ⅳ）和Pd（Ⅱ）的支撑液膜迁移规律,取得了以下实验结果:1、Pt（Ⅳ）和Pd（Ⅱ）的萃取平衡使用不同萃取剂,分别对Pt（Ⅳ）和Pd（Ⅱ）的萃取和反萃取条件进行了探讨,获得了最佳实验条件。（1）Pt（Ⅳ）的萃取平衡实验在Pt（Ⅳ）初始浓度为5.0μg/mL的水相中,当氯化亚锡浓度为0.05mol/L,盐酸浓度为0.50mol/L,有机相选择煤油作为稀释剂,萃取剂2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯(P507)浓度为5.0%（w/V）,水相和有机相体积比为1:1时,振荡30min,Pt（Ⅳ）的萃取率可达100%。选择等体积的4mol/L盐酸作为反萃剂,反萃率达99%以上。（2）Pd（Ⅱ）的萃取平衡实验在Pd（Ⅱ）初始浓度为6.754μg/mL的水相中,当盐酸浓度为0.10mol/L,有机相选择煤油作为稀释剂,萃取剂N,N-二甲庚基乙酰胺(N503)浓度为10.0%（w/V）,水相和有机相体积比为1:1时,振荡30min,Pd（Ⅱ）的萃取率可达99.2%。选择等体积的0.2mol/L硫氰酸钾溶液作为反萃剂,反萃率达95%以上。2、支撑液膜分离实验以疏水性多孔聚偏氟乙烯膜为支撑体,P507和N503为流动载体,煤油为膜溶剂,分别研究了Pt（Ⅳ）和Pd（Ⅱ）在支撑液膜中的迁移规律。（1）Pt（Ⅳ）的迁移实验选择Pt（Ⅳ）初始浓度为1.0μg/mL,分别考察了料液相盐酸浓度、氯化亚锡浓度、载体浓度、反萃相盐酸浓度等因素对Pt（Ⅳ）迁移的影响,确定了Pt（Ⅳ）的最佳迁移条件:当料液相中Pt（Ⅳ）浓度为1.0μg/mL时,盐酸浓度为1.0mol/L,氯化亚锡的浓度为0.05mol/L,膜相中P507浓度为5.0%（w/V）,反萃相盐酸浓度为6.0mol/L,迁移3h,Pt（Ⅳ）的迁移率可达100%。（2）Pd（Ⅱ）的迁移实验选择Pt（Ⅳ）初始浓度为3.0μg/mL,分别考察了料液相盐酸浓度、载体浓度和反萃相硫氰酸钾浓度对Pd（Ⅱ）迁移的影响,确定了Pd（Ⅱ）的最佳迁移条件:当料液相中Pd（Ⅱ）浓度为3.0μg/mL时,盐酸浓度为0.2mol/L,膜相中N503浓度为10.0%（w/V）,反萃相中硫氰酸钾浓度为0.2mol/L,迁移4h,Pd（Ⅱ）的迁移率可达93%。3、模拟实验在Pt（Ⅳ）支撑液膜迁移研究的基础上,使用P507/煤油支撑液膜体系,研究了Pt（Ⅳ）与部分过渡金属离子的分离情况。（1）两种金属离子的分离实验在Pt（Ⅳ）的最佳迁移条件下,1.0μg/mL的Pt（Ⅳ）能有效的分别从50μg/mL的Ni（Ⅱ）、100μg/mL的Co（Ⅱ）、100μg/mL的Cu（Ⅱ）、150μg/mL的Zn（Ⅱ）中分离出来,迁移3h,Pt（Ⅳ）的迁移率分别为89%、86%、81%、87%,基本实现了Pt（Ⅳ）与Ni（Ⅱ）、Pt（Ⅳ）与Co（Ⅱ）、Pt（Ⅳ）与Cu（Ⅱ）、Pt（Ⅳ）与Zn（Ⅱ）的相互分离。（2）模拟电镀废液的分离实验模拟配制了某车间镀铂废水,其组成为Pt（Ⅳ）（0.8μg/mL）,Cu（Ⅱ）（75μg/mL）,Zn（Ⅱ）（75μg/mL）,Co（Ⅱ）（75μg/mL）,Ni（Ⅱ）（75μg/mL）,SO42-（75μg/mL）。在Pt（Ⅳ）的最佳迁移条件下,迁移3h,迁移率达87.8%,其他离子均未发生迁移,说明本文建立的Pt（Ⅳ）的SLM分离方法具有一定的应用参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 贵金属的分离富集方法
• 1.2.1 沉淀和共沉淀法
• 1.2.2 置换法
• 1.2.3 离子交换法
• 1.2.4 吸附法
• 1.2.5 溶剂萃取法
• 1.2.6 液膜分离法
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.4 技术关键与创新
• 1.4.1 技术关键
• 1.4.2 创新
• 2 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验原理
• 2.2.1 萃取实验原理
• 2.2.2 迁移实验原理
• 2.3 实验步骤
• 2.3.1 萃取实验
• 2.3.2 迁移实验
• 2.4 铂（Ⅳ）和钯Pd（Ⅱ）的测定
• 2.4.1 铂（Ⅳ）离子的测定
• 2.4.2 钯（Ⅱ）离子的测定
• 507/煤油支撑液膜体系中Pt（Ⅳ）的迁移'>3 P₅₀₇/煤油支撑液膜体系中Pt（Ⅳ）的迁移
• 3.1 Pt（Ⅳ）的萃取和反萃实验
• 3.1.1 盐酸浓度对萃取率的影响
• 3.1.2 萃取剂浓度对萃取率的影响
• 3.1.3 稀释剂对萃取率的影响
• 3.1.4 不同的反萃剂对反萃率的影响
• 3.1.5 盐酸浓度对反萃率的影响
• 3.2 Pt（Ⅳ）的支撑液膜迁移实验
• 3.2.1 支撑液膜体系有效性分析
• 3.2.2 反萃相盐酸浓度对Pt（Ⅳ）迁移率的影响
• 3.2.3 料液相盐酸浓度对Pt（Ⅳ）迁移率的影响
• 2浓度对Pt（Ⅳ）迁移率的影响'>3.2.4 料液相中SnCl₂浓度对Pt（Ⅳ）迁移率的影响
• 3.2.5 载体浓度对Pt（Ⅳ）迁移率的影响
• 3.2.6 滞留现象
• 503/煤油支撑液膜体系中Pd（Ⅱ）的迁移'>4 N₅₀₃/煤油支撑液膜体系中Pd（Ⅱ）的迁移
• 4.1 Pd（Ⅱ）的萃取和反萃实验
• 4.1.1 盐酸浓度对萃取率的影响
• 4.1.2 离子强度对萃取率的影响
• 4.1.3 载体浓度对萃取率的影响
• 4.1.4 稀释剂对萃取率的影响
• 4.1.5 不同的反萃剂对反萃率的影响
• 4.1.6 硫氰酸钾浓度对反萃率的影响
• 4.2 Pd（Ⅱ）的支撑液膜迁移实验
• 4.2.1 支撑液膜体系有效性分析
• 4.2.2 料液相盐酸浓度对Pd（Ⅱ）迁移率的影响
• 4.2.3 载体浓度对Pd（Ⅱ）迁移率的影响
• 4.2.4 反萃相硫氰酸钾浓度对Pd（Ⅱ）迁移率的影响
• 4.2.5 滞留现象
• 5 Pt（Ⅳ）的分离实验
• 5.1 Pt（Ⅳ）与Ni（Ⅱ）的分离
• 5.2 Pt（Ⅳ）与Co（Ⅱ）的分离
• 5.3 Pt（Ⅳ）与Cu（Ⅱ）的分离
• 5.4 Pt（Ⅳ）与Zn（Ⅱ）的分离
• 6 结论和建议
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 进一步研究的建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录