首页> 正文

几种大孔硅基超分子识别材料制备及其吸附铯的基础特性研究

2020-12-17阅读(828)

几种大孔硅基超分子识别材料制备及其吸附铯的基础特性研究

论文摘要

合成了三种超分子识别试剂25,27-二（1-烷氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6（Calix[4]arene-Crown）衍生物：25,27-二（1-丁氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6（ButCalix[4]C6）、25,27-二（1-己氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6（HexCalix[4]C6）和25,27-二（1-庚氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6（HepCalix[4]C6）,以元素分析、FT-IR、TG-DSC、ESI-MS和1H NMR对中间产物和目标产物进行了表征,对Calix[4]arene-Crown化合物的合成反应机理进行了分析。探讨了中间体5,11,17,23-四叔丁基-25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃（TBTHC4）的合成工艺条件,考察了各种因素对合成产率的影响,最佳工艺条件确定为：对叔丁基苯酚、NaOH和甲醛的摩尔比=1：0.1：1.5,在二苯醚用量1000mL,于260-C温度下回流5h,经乙酸乙酯重结晶,其产率为66.38%。对目标产物Calix[4]arene-Crown的重结晶工艺进行了研究,考察了不同极性溶剂及其用量对目标产物重结晶的影响。基于固定化和真空活化灌注技术,以大孔Si02-P为载体,合成了三种新型大孔硅基超分子识别材料（Calix[4]arene-Crown/SiO2-P）:25,27-二（1-丁氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6硅基材料（ButCalix[4]C6/SiO2-P）、25,27-二（1-己氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6硅基材料（HexCalix[4]C6/SiO2-P）和25,27-二（1-庚氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6硅基材料（HepCalix[4]C6/SiO2-P）,以FT-IR、TG-DSC、XRD和BET等手段进行了表征,明确了新型超分子识别材料的复合机理和微观结构。在HN03溶液中,分别考察了酸度和接触时间等因素对大孔硅基超分子识别材料吸附Cs（Ⅰ）及十余种共存金属离子的影响。结果表明：HNO3浓度对Calix[4]arene-Crown/SiO2-P吸附Cs（Ⅰ）的性能有较大影响。随着HN03浓度的增加,Cs（Ⅰ）的分配系数Kd均明显增加,随后Kd又明显降低,说明在较低的酸度条件下,Calix[4]arene-Crown/SiO2-P对Cs（Ⅰ）的识别与配位作用占主导地位,在高酸度条件下,Calix[4]arene-Crown/SiO2-P与HN03之间以氢键方式相互缔合作用占主导地位,二者在0.4-5.0M HN03浓度研究范围内呈现竞争反应。ButCalix[4]C6/SiO2-P、HexCalix[4]C6/SiO2-P和HepCalix[4]C6/SiO2-P对Cs（Ⅰ）的最佳吸附酸度分别为2.OMHNO3、3.OMHNO3和2.OMHNO3,被试验的金属离子除Rb（Ⅰ）和Pd（Ⅱ）外,均表现为弱吸附或基本不被吸附。三种新型材料在3.0MHNO3对Cs（Ⅰ）的吸附能力为：HexCalix[4]C6/SiO2-P>HepCalix[4]C6/SiO2-P>ButCalix[4]C6/SiO2-P.与真实高放废液（HLLW）的酸度3.0M HNO3相比,HexCalix[4]C6/SiO2-P的最佳吸附酸度亦为3.OMHNO3,这对有效分离Cs（Ⅰ）是有利的,可不经稀释直接进行分离。故HexCalix[4]C6/SiO2-P有望用于从HLLW中吸附分离发热元素Cs（Ⅰ）。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 插图清单
  • 附表清单
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景及意义
  • 1.2 从酸性高放废液中除铯
  • 1.2.1 铯
  • 1.2.2 分离回收铯的方法
  • 1.3 超分子化学
  • 1.3.1 环糊精
  • 1.3.2 冠醚
  • 1.3.3 杯芳烃
  • 1.4 杯芳冠醚
  • 1.4.1 杯芳冠醚的特点
  • 1.4.2 杯芳冠醚的分类
  • 1.4.3 杯芳冠醚的制备
  • 1.5 本论文工作的主要内容
  • 第二章 杯芳冠醚的合成与表征
  • 2.1 主要试剂和仪器
  • 2.1.1 主要试剂
  • 2.1.2 主要仪器
  • 2.2 杯芳冠醚（CALIX[4]ARENE-CROWN）的合成
  • 2.2.1 5,11,17,23-四叔丁基-25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃（TBTHC4）的合成
  • 2.2.2 25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃（THC4）的合成
  • 2.2.3 25,27-二（1-烷氧基）-26,28-二羟基杯[4]芳烃（Calix[4]arene）的合成
  • 2.2.4 五甘醇二对甲苯磺酸酯（PGDPTS）的合成
  • 2.2.5 25,27-二（1-烷氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6（Calix[4]arene-Crown）的合成
  • 2.3 产物的结构表征
  • 2.3.1 TBTHC4的表征
  • 2.3.2 THC4的表征
  • 2.3.3 ButCalix[4]的表征
  • 2.3.4 HexCalix[4]的表征
  • 2.3.5 HepCalix[4]的表征
  • 2.3.6 PGDPTS的表征
  • 2.3.7 ButCalix[4]C6的表征
  • 2.3.8 HexCalix[4]C6的表征
  • 2.3.9 HepCalix[4]C6的表征
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 杯芳冠醚的合成工艺改进
  • 3.1 5,11,17,23-四叔丁基-25,26,27,28-四羟基杯[4]芳烃（TBTHC4）合成工艺改进
  • 3.1.1 TBTHC4的合成与产率的计算
  • 3.1.2 催化剂用量对产率的影响
  • 3.1.3 甲醛用量对产率的影响
  • 3.1.4 反应时间对产率的影响
  • 3.1.5 二苯醚用量对产率的影响
  • 3.1.6 重结晶溶剂对产率的影响
  • 3.2 25,27-二（1-烷氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6（CALIX[4]ARENE-CROWN）重结晶工艺研究
  • 3.2.1 ButCalix[4]C6重结晶工艺研究
  • 3.2.2 HexCalix[4]C6重结晶工艺研究
  • 3.2.3 HepCalix[4]C6重结晶工艺研究
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 新型大孔硅基超分子识别材料的制备及表征
  • 4.1 主要试剂和仪器
  • 4.1.1 主要试剂
  • 4.1.2 主要仪器
  • 4.2 大孔硅基超分子识别材料的合成与表征
  • 4.2.1 大孔硅基超分子识别材料的合成
  • 2-P）的表征'>4.2.2 25,27-二（1-丁氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6硅基材料（ButCalix[4]C6/SiO2-P）的表征
  • 2-P）的表征'>4.2.3 25,27-二（1-己氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6硅基材料（HexCalix[4]C6/SiO2-P）的表征
  • 2-P）的表征'>4.2.4 25,27-二（1-庚氧基）杯[4]芳烃-26,28-冠-6硅基材料（HepCalix[4]C6/SiO2-P）的表征
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 大孔硅基超分子识别材料吸附发热元素铯的基础特性研究
  • 5.1 主要试剂和仪器
  • 5.1.1 主要试剂
  • 5.1.2 主要仪器
  • 5.2 实验方法
  • 5.3 大孔硅基超分子识别材料吸附铯的基础性能研究
  • 2-P吸附实验研究'>5.3.1 ButCalix[4]C6/SiO2-P吸附实验研究
  • 2-P吸附实验研究'>5.3.2 HexCalix[4]C6/SiO2-P吸附实验研究
  • 2-P吸附实验研究'>5.3.3 HepCalix[4]C6/SiO2-P吸附实验研究
  • 5.4 三种硅基材料吸附性能比较
  • 5.4.1 三种硅基材料对金属离子的吸附性能比较
  • 5.4.2 三种硅基材料中Calix[4]arene-Crown的溶解情况比较
  • 2-P中硅基载体SIO2-P的回收处理'>5.5 大孔硅基超分子识别材料CALIX[4]ARENE-CROWN/SIO2-P中硅基载体SIO2-P的回收处理
  • 5.5.1 实验方法
  • 5.5.2 实验结果分析
  • 2-P对金属离子的吸附实验'>5.5.3 回收处理后的硅基载体SiO2-P对金属离子的吸附实验
  • 5.5.4 补充说明
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论及建议
  • 6.1 结论
  • 6.2 建议
  • 参考文献
  • 作者简历

    • 相关论文文献

    • [1].柱[5]芳烃对偶氮二异丁腈分子识别的研究及应用[J]. 化学与生物工程 2020(01)
    • [2].分子识别技术在铂族金属分离提纯中的应用[J]. 贵金属 2010(01)
    • [3].生物分子识别与传感重点实验室[J]. 商丘师范学院学报 2015(06)
    • [4].分子识别技术在金属分离回收中的应用研究进展[J]. 安全与环境学报 2013(03)
    • [5].硅基超分子识别材料在乏燃料后处理中的研究进展[J]. 化学进展 2011(07)
    • [6].分子识别技术在铋的脱除和回收中的新应用[J]. 中国有色冶金 2008(02)
    • [7].卟啉分子识别中的非共价键相互作用[J]. 材料导报 2018(17)
    • [8].柱[6]芳烃的合成及在分子识别中的应用研究进展[J]. 化学教育(中英文) 2018(18)
    • [9].一种基于21-冠-7和柱[5]芳烃分子识别的超分子聚合物[J]. 高分子学报 2017(01)
    • [10].分子模拟在分子识别中的应用[J]. 广州化工 2018(06)
    • [11].分子识别与温度响应复合智能材料[J]. 化学进展 2012(Z1)
    • [12].一个三维发光铕配位聚合物的晶体结构及分子识别性能研究[J]. 化学研究与应用 2017(07)
    • [13].水杨酸分子印迹聚合物分子识别性能的研究[J]. 广东化工 2020(16)
    • [14].1,2,3-三唑类化合物在分子识别中的应用[J]. 有机化学 2017(12)
    • [15].波浪形一维链状镉配合物的合成、结构及分子识别性能[J]. 应用化学 2017(09)
    • [16].主持人语[J]. 西北大学学报(自然科学版) 2019(04)
    • [17].AFM功能化成像与分子识别研究进展[J]. 传感器与微系统 2012(05)
    • [18].化学与生物传感器分子识别体系设计[J]. 化学传感器 2008(04)
    • [19].面向核废料处理和环境去污的~(99)TcO_4~-分离进展[J]. 中国科学基金 2019(06)
    • [20].美国如何鉴别恐怖分子及其启示[J]. 国际关系研究 2015(03)
    • [21].Toll样受体和其他分子识别受体在固有免疫中的相互作用[J]. 药学实践杂志 2014(05)
    • [22].生物传感与分子信号转换[J]. 化学传感器 2008(04)
    • [23].多巴胺-β-环糊精/α-生育酚的分子识别及包结物性能[J]. 精细化工 2020(07)
    • [24].“关-开”型铜(Ⅱ)离子荧光探针的研究进展[J]. 现代化工 2020(11)
    • [25].烟碱乙酰胆碱受体序列的比较统计分析:受体的分子识别从头法研究[J]. 科学通报 2012(05)
    • [26].新型吡唑啉衍生物的合成及其离子识别研究[J]. 化学试剂 2015(03)
    • [27].尤克尔稀有金属公司发布采用分子识别技术分离稀土最新进展[J]. 稀土信息 2015(05)
    • [28].七元瓜环对三环唑的分子识别及抑菌活性研究[J]. 山地农业生物学报 2013(06)
    • [29].光电分子开关提升DNA检测效率[J]. 激光与光电子学进展 2009(07)
    • [30].分子识别技术(MRT)在铜精炼中的应用—从铜电解液中除铋[J]. 中国有色冶金 2012(05)

    标签：;  ;  ;  

    几种大孔硅基超分子识别材料制备及其吸附铯的基础特性研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2025 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5