论文摘要
由于镧锕系收缩使得三价的镧系和锕系元素的物理化学性质非常相似,分离十分困难,是分离化学领域中的难题之一。本文就金属离子的萃取分离方法进行了概述,主要总结了溶剂萃取、固相萃取及分子印迹技术的基本原理、特点及应用,概述了溶剂萃取及固相萃取在镧锕系元素分离方面的研究进展。本论文主要以Eu（Ⅲ）与Am（Ⅲ）为代表的三价镧锕系元素的萃取分离为目的,合成了多种萃取分离材料,并就其对Eu（Ⅲ）与Am（Ⅲ）的分离性能能进行了初步探讨。具体内容主要包括以下两个方面：一、以实现Eu（Ⅲ）与Am（Ⅲ）的溶剂萃取分离为目的,合成了两类不同的萃取剂：（1）合成了多种水杨醛系列席夫碱,详细研究了双水杨醛缩乙二胺、邻苯二胺及环己二胺席夫碱对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取分离性能,推测了其与金属离子的作用机理,在此研究基础上,我们从两醛分子之间桥连链长,两醛分子之间桥连链刚性和醛分子上取代基三方面研究了该类芳香席夫碱分子作为萃取剂时,其分子结构对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）萃取能力的影响,并对其结果进行了规律总结。（2）基于胺类良好的耐辐射性能,我们合成了一种三支叔胺配体,并得到了该配体及其中间体的单晶,并对晶体结构进行了解析,推测了配体的生成机理,测定了该三支配体对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取分离性能,发现只有在高pH值时,该配体才对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）有萃取分离能力且在pH=12时萃取分离能力最强。这可归因于在该三支配体中存在较强的分子内或分子间氢键。二、以实现Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的固相萃取分离为目的,合成了四类不同的固萃剂,包括：（1）高分子负载型固萃剂：通过共沉淀法,以FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O为原料,以氨水为沉淀剂,在一定温度条件下制备了磁性纳米四氧化三铁,并进一步以硅酸钠为硅源采用化学沉淀法制备了Fe3O4/SiO2复合颗粒,并对制备的Fe304及Si02包覆的Fe304复合产物进行了表征。利用X射线衍射分析测定了其结构为尖晶石结构,利用振动样品磁强计研究了纳米四氧化三铁的磁学性质。结果表明,所制备的Fe304及Fe3O4/SiO2纳米颗粒均未出现明显磁滞现象,剩余磁化强度及矫顽力均接近于零,说明产物具有超顺磁性；应用超声波技术,以氯丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,以普通硅胶、纳米Si02及磁性硅胶为载体,在温和条件下制备了嫁接型双水杨醛缩二乙烯三胺席夫碱和其还原产物,并对相应产物进行了结构表征；利用接枝在表面的席夫碱及还原席夫碱易与金属离子发生配位作用的特点,将其作为固相萃取吸附剂,初步测定了其对Eu（Ⅲ）的固萃分离性能,结果表明普通硅胶、纳米Si02及磁性硅胶负载席夫碱后对Eu（Ⅲ）的固萃性能均有提高。（2）金属离子印迹类固萃剂：以4-乙烯基吡啶为功能单体,以Eu（Ⅲ）为模板离子,分别以N-苯基邻氨基苯甲酸、1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚（PAN）和2-（（allyl（benzyl）amino）methyl）phenol（实验室合成）为第二配体,制备了三种Eu（Ⅲ）离子印迹聚合物,结构表征显示,制备的三种三元聚合物微球形貌均较好,粒径分散较均匀,BET测定显示以N-苯基邻氨基苯甲酸为第二配体的离子印迹聚合物比非印迹聚合物的比表面大很多,通过对Eu（Ⅲ）的固相萃取性能的测定,发现印迹聚合物对Eu（Ⅲ）的吸附性能强于非印迹聚合物（3）表面离子印迹类固萃剂：以N-苯基邻氨基苯甲酸为第二配体,分别以纳米二氧化硅和磁性硅胶为载体,制备了Eu（Ⅲ）的表面离子印迹聚合物,对聚合物结构进行了表征,并初步考察了其对Eu（Ⅲ）的萃取分离性能。实验结果显示,相同条件下印迹聚合物对Eu（Ⅲ）的固萃性能优于非印迹聚合物（4）海藻酸钙杂化材料固萃剂：为了得到一种安全清洁的金属离子处理剂,我们以海藻酸钙为基质制备了海藻酸钙/磁性硅胶,海藻酸钙/氧化碳纳米管,海藻酸钙/氧化碳纳米管/磁性硅胶三种杂化材料,磁性测定表明海藻酸钙包覆后磁性硅胶的磁化强度降低非常多,还考察了其对Eu（Ⅲ）的分离性能,实验结果显示不同的包覆杂化对Eu（Ⅲ）的吸附能力有一定影响。
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中文摘要Abstract第一章 Am（Ⅲ）与Eu（Ⅲ）的萃取分离研究进展1.1 引言1.2 溶剂萃取法1.2.1 有机溶剂萃取（organic solvent extraction process）1.2.2 双水相萃取1.2.3 超临界流体萃取1.2.4 离子液体萃取1.2.5 液膜萃取1.3 溶剂萃取技术在Am（Ⅲ）与Eu（Ⅲ）分离中的应用研究进展1.3.1 含磷类萃取剂1.3.2. 酰胺类1.3.3. 含氮杂环类1.3.4. 席夫碱及羟肟类1.3.5. 杯芳烃及冠醚类1.3.6. 其它类1.4 固相萃取1.5 固相萃取研究进展1.5.1 分子印迹的研究进展1.5.2 分子印迹原理1.5.3 分子印迹聚合物的制备1.5.4 分子印迹聚合物的特点1.5.5 分子印迹技术在固相萃取中的应用1.6 本文的选题思路及研究内容第二章 芳香schiff base萃取剂的合成及对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）萃取分离性能研究2.1 引言2salen）对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取性能研究'>2.2 席夫碱（H2salen）对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取性能研究2.2.1 实验部分2.2.3 结果和讨论2.3 双水杨醛缩邻苯及环己二胺对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取性能研究2.3.1 双水杨醛缩邻苯二胺及环己二胺的制备2.3.2 schiffbase Ⅰ及schiff baseⅡ对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取分离性能研究2.3.3 两种Schiff base对Eu（Ⅲ）和Am（Ⅲ）萃取性能比较2.4 芳香席夫碱结构对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）萃取性能的影响2.4.1 实验部分2.4.2 芳香席夫碱结构对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）萃取性能的影响2.5 其它席夫碱的制备2.5.1 海藻酸钠包覆萃取剂的制备及对Eu（Ⅲ）萃取性能研究2.6 本章小结第三章 叔胺的合成、晶体结构及对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）萃取分离性能研究3.1 引言3.2 实验部分3.2.1 仪器设备3.2.2 试剂和标准3.2.3 叔胺的合成、晶体结构表征3.2.4 反应机理推测3.2.5 合成叔胺配体对Am（Ⅲ）和Eu（Ⅲ）的萃取分离性能研究3.3 本章小结第四章 无机载体负载schiff base及还原schiff base固萃剂的制备及其对Eu（Ⅲ）固萃性能研究4.1 引言4.2 硅胶负载席夫碱的制备,表征及对Eu（Ⅲ）的固相萃取分离性能4.2.1 引言4.2.2 硅胶负载席夫碱固萃剂的制备4.2.3 硅胶负载席夫碱固萃剂对Eu（Ⅲ）的固相萃取分离性能4.32负载席夫碱固萃剂的制备'>4.3.1 纳米SiO2负载席夫碱固萃剂的制备2负载席夫碱对Eu（Ⅲ）的固相萃取分离性能研究'>4.3.2 纳米SiO2负载席夫碱对Eu（Ⅲ）的固相萃取分离性能研究2负载还原席夫碱固萃剂的制备'>4.3.3 纳米SiO2负载还原席夫碱固萃剂的制备4.3.4 结构表征2负载还原席夫碱前后对Eu（Ⅲ）的吸附性能比较'>4.3.5 纳米SiO2负载还原席夫碱前后对Eu（Ⅲ）的吸附性能比较4.4 磁性硅胶负载席夫碱的制备及对Eu（Ⅲ）的固相萃取分离性能研究4.4.1 磁性硅胶负载席夫碱固萃剂制备4.4.2 材料的表征4.4.3 磁性硅胶负载席夫碱对Eu（Ⅲ）的固相萃取性能研究4.5 磁性硅胶负载还原席夫碱固萃剂的制备及其对Eu（Ⅲ）的固萃性能4.5.1 磁性硅胶负载还原席夫碱固萃剂的制备4.5.2 表征4.5.3 磁性硅胶负载还原席夫碱对Eu（Ⅲ）的固萃性能4.6 本章小结3+的固萃性能'>第五章 离子印迹固萃剂的制备、表征及其对Eu3+的固萃性能5.1 引言5.2 Eu（Ⅲ）离子印迹聚合物的制备,表征及其对Eu（Ⅲ）的固萃性能5.2.1 以N-苯基邻氨基苯甲酸为配体的离子印迹聚合物的制备5.2.2 结构表征5.2.3 三元Eu（Ⅲ）离子印迹聚合物对Eu（Ⅲ）的固萃性能研究5.3 以PAN为配体的离子印迹聚合物的制备、表征及对Eu（Ⅲ）固萃性能5.3.1 以PAN为第二配体,Eu（Ⅲ）离子印迹聚合物的制备5.3.2 结构表征5.3.3 印迹聚合物对和Eu（Ⅲ）的固萃分离性能研究5.4 离子印迹聚合物的制备、表征及其对Eu（Ⅲ）的固萃性能研究5.4.1 以合成配体为第二配体,Eu（Ⅲ）离子印迹聚合物的制备5.4.2 结构表征5.4.3 离子印迹聚合物对Eu（Ⅲ）的固萃性能研究5.5 本章小结第六章 表面离子印迹固萃剂的制备、表征及对Eu（Ⅲ）固萃性能研究6.1 引言2表面离子印迹聚合物的制备及对Eu（Ⅲ）的固萃性能'>6.2 纳米SiO2表面离子印迹聚合物的制备及对Eu（Ⅲ）的固萃性能6.2.1 印迹聚合物的制备6.2.2 结构表征6.2.3 表面离子印迹聚合物对Eu（Ⅲ）的吸附性能研究6.3 磁硅表面离子印迹聚合物的制备及对Eu（Ⅲ）的固萃性能3O4/SiO2为基质的Eu（Ⅲ）表面印迹聚合物的制备'>6.3.1 以纳米Fe3O4/SiO2为基质的Eu（Ⅲ）表面印迹聚合物的制备6.3.2 结构表征6.3.3 离子印迹聚合物对Eu（Ⅲ）的分离性能测定6.4 本章小结第七章 海藻酸钙复合材料的制备及其对Eu（Ⅲ）固萃性能研究7.1 引言7.2 海藻酸钙系列复合材料的制备及表征7.2.1 海藻酸钠包覆氧化多壁碳纳米管复合材料的制备7.2.2 海藻酸钠包覆磁性硅胶复合材料的制备7.2.3 海藻酸钠包覆氧化多壁碳纳米管/磁性硅胶复合材料的制备7.2.4 结构表征7.3 海藻酸钙系列复合材料对Eu（Ⅲ）的固相萃取分离性能研究7.3.1 平衡时间测定7.3.2 pH对吸附Eu（Ⅲ）的影响7.4 本章小结第8章 结论8.1 主要结论8.2 研究展望参考文献在学期间的研究成果致谢
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