一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀和鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及元素分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分 離鈀和鎳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 貴金屬鈀具有特殊的結(jié)構(gòu)，對(duì)氫氣和氧氣有特殊的吸附能力，因此，在工業(yè)催化領(lǐng) 域占有無(wú)法取代的地位。
[0003] 鈀除了具有優(yōu)良的催化活性之外，在很寬的溫度范圍內(nèi)能保持化學(xué)惰性且具有熔 點(diǎn)高、耐摩擦、耐腐蝕、延展性強(qiáng)、熱電穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，被廣泛應(yīng)用于國(guó)民工業(yè)的各個(gè)領(lǐng) 域。
[0004] 目前，我國(guó)鈀資源儲(chǔ)量有限，產(chǎn)量很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的需要，大部 分依賴進(jìn)口，且價(jià)格昂貴?，F(xiàn)有技術(shù)中，鈀金屬的制備與來(lái)源主要通過(guò)以下三個(gè)途徑：
[0005] (1)天然含鈀礦產(chǎn)資源的利用；
[0006] (2)從銅鎳硫化礦副產(chǎn)品中對(duì)鈀進(jìn)行回收利用；
[0007] (3)工業(yè)廢氣鈀催化劑等含鈀二次資源的回收利用。
[0008] 通過(guò)這三種途徑獲得的鈀等金屬資源有限，且隨著鈀資源損耗的增加，難以實(shí)現(xiàn) 可持續(xù)利用。
[0009] 鎳是銀白色金屬，具有磁性和良好的可塑性，延展性良好，中等硬度，有好的耐腐 蝕性，主要用于合金及用作催化劑。
[0010] 近年來(lái)核電由于能量密度大、污染少，不會(huì)排放造成溫室效應(yīng)氣體而得到蓬勃發(fā) 展，然而核電運(yùn)行當(dāng)中會(huì)不可避免地產(chǎn)生乏燃料。乏燃料后處理所產(chǎn)生的高放廢液(HLLW)， 是一種高酸性、高放射性和高毒性的混合溶液，其中含有一定量的PcP 7,鈀的半衰期為6.5 X106年，放射性周期長(zhǎng)、危害大且含量高，如果能夠進(jìn)行實(shí)現(xiàn)回收利用，意義重大。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于鈀和鎳的回收分離尚缺乏簡(jiǎn)單可行的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明提供了一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀和鎳的方法，能夠從酸 性水相中吸附分離鈀和鎳，選擇性高，操作簡(jiǎn)單，分離效率高，適用于工業(yè)上分離回收貴金 屬鈀和過(guò)渡金屬鎳。
[0013] -種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀和鎳的方法，包括如下步驟:將吸附 劑與含有多種金屬離子的硝酸水溶液混合，硝酸水溶液中的鈀離子和鎳離子被吸附劑吸附 分離，所述吸附劑由如結(jié)構(gòu)式I所示的化合物負(fù)載在載體上制成：
[0014]
[0015]其中，辦士^分別為烷基或芳香基:或辦與吣之間通過(guò)共價(jià)鍵成環(huán)心與心之間 通過(guò)共價(jià)鍵成環(huán)；
[0016] 所述硝酸水溶液中含有Pd( Π )、Ni ( Π )和其他金屬離子，其他金屬離子為L(zhǎng)i (I)、 Na(I)、K(I)、Rb(I)、Cs(I)、Ca( Π )、Mg( Π )、Sr( Π )、Ba( Π )、Nd(m)、Co( Π )、La(m)、Ru an)、Yban)、Y(in)、Fean)、ZraV)、Mo(VI)中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明中的吸附劑由大孔樹(shù)脂作為載體，與含氮軟配體復(fù)合而成，吸附劑對(duì)鈀和 鎳均具有特殊的吸附性能，且對(duì)鈀和鎳的吸附能力不同，能夠從酸性溶液中同時(shí)分離得到 鈀和鎳。
[0018] 作為優(yōu)選，每克吸附劑與20~30毫升硝酸水溶液混合。本發(fā)明提供的吸附劑選擇 性好，分離效率高。
[0019] 作為優(yōu)選，所述吸附劑由如結(jié)構(gòu)式II所示的化合物負(fù)載在載體上制成：
[0020]
[0021]本發(fā)明中，所述載體為弱極性大孔樹(shù)脂。進(jìn)一步優(yōu)選，所述載體為離子交換樹(shù)脂 XAD-7。離子交換樹(shù)脂XAD-7作為一種已經(jīng)市場(chǎng)化的弱極性大孔樹(shù)脂材料，原料易得。
[0022] 硝酸水溶液中，金屬離子的濃度以及硝酸的濃度均會(huì)影響分離效果，優(yōu)選地，每種 金屬離子的濃度為5.0 X 10_4~1.0 X 10_3M。硝酸水溶液中，硝酸的濃度為0.4~6M。
[0023] 本發(fā)明中，所述吸附劑的制備方法如下：
[0024] 將如結(jié)構(gòu)式I所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入載體混合均勻， 經(jīng)旋蒸干燥后，得到吸附劑。
[0025] 作為優(yōu)選，將如結(jié)構(gòu)式II所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入載 體混合均勻，經(jīng)旋蒸干燥后，得到吸附劑。
[0026]旋蒸時(shí)，使大部分二氯甲烷揮發(fā)至近干狀態(tài)，在毛細(xì)作用以及物理吸附作用下，化 合物分子進(jìn)入載體的空隙中，然后將近干狀態(tài)的物料在50~60°C下真空干燥至少24小時(shí)， 得到吸附劑。
[0027] 作為優(yōu)選，每克如結(jié)構(gòu)式I所示化合物(如結(jié)構(gòu)式II所示化合物)溶解于80~100毫 升二氯甲烷中。如結(jié)構(gòu)式I所示化合物（如結(jié)構(gòu)式II所示化合物）與載體的質(zhì)量比為1:8~ 10。
[0028] 為了保證分離效果，優(yōu)選地，吸附劑與硝酸水溶液在室溫下（25±5°C)混合吸附， 吸附時(shí)間為150~180min?；旌衔皆谡袷帡l件下進(jìn)行，振蕩速率為120~150rpm。
[0029] 本發(fā)明利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀和鎳的方法，能夠從酸性水相中吸 附分離鈀和鎳，選擇性高，操作簡(jiǎn)單，分離效率高，適用于工業(yè)上分離回收貴金屬鈀和過(guò)渡 金屬鎳。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為實(shí)施例1中化合物3的核磁表征圖譜；
[0031] 圖2為實(shí)施例1中化合物3的ESI-MS表征圖譜；
[0032] 圖3為利用本發(fā)明制備的吸附劑從硝酸水溶液中分離元素鈀和元素鎳的分配系數(shù) 隨硝酸濃度變化的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 實(shí)施例1
[0034]本實(shí)施例的合成路線如下所示：
[003?
[0036]本實(shí)施例的合成步驟包括：
[0037] (1)將2.6g單吡啶胺腙（即化合物2)和5.0mL三乙胺溶于300.0mL乙醇，置于 500.0 mL三口燒瓶中形成懸浮液并攪拌；
[0038] (2)將5 · Og樟腦醌（即化合物1)充分溶于50 · OmL乙醇；
[0039] (3)利用恒壓漏斗將樟腦醌溶液滴入步驟(1)中的懸浮液進(jìn)行反應(yīng)，滴加過(guò)程持續(xù) 60分鐘，然后攪拌回流反應(yīng)8天，利用TLC(薄層色譜分析)跟蹤反應(yīng)直至原料反應(yīng)完全后停 止。
[0040] (4)反應(yīng)停止后，待金黃色反應(yīng)液冷卻至室溫后，經(jīng)砂芯漏斗過(guò)濾除去固體雜質(zhì)， 并將濾液經(jīng)減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到油狀物，用少量二氯甲烷溶解此油狀物，然后采用石油醚/乙 酸乙酯(體積比3/1)作為展開(kāi)劑，通過(guò)硅膠柱色譜分離技術(shù)進(jìn)行分離純化，收集第三個(gè)黃色 組分，旋干溶劑得到粗品，再用乙醇/二氯甲烷混合試劑(體積比1:1)進(jìn)行重結(jié)晶，經(jīng)真空干 燥得到1.2克金黃色固體(即化合物3 )，反應(yīng)收率為18.6 %。
[0041] 對(duì)化合物3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征如下：
[0042] (a)1!! NMR表征（400MHz，CDC13,298K):
[0043] 如圖1所示，其中各峰歸屬為：
[0044] δ(ρρπι) :8.63(d，lH，ArH)，8.53((1, lH，ArH)，7.99(t，lH，ArH)，6.5(m，2H，NH2)， 3.15-3.55(d，2H，2XCH)，1.55-2.5(m，8H，4XCH2)，1.45(m，3H，CH3)，1.04-1.30(m，9H，3X CH3)，0.93(s，3H，CH3)，0.67(s，3H，CH3)。
[0045] 咕匪R結(jié)果表明該化合物為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，6個(gè)甲基形成6個(gè)峰，積分結(jié)構(gòu)表明該化 合物含有33個(gè)氫原子，與其理論