[發明專利]螯合劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200910097402.7
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN101531675A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 任其龍;張海;楊啟煒;蘇寶根;邢華斌;楊亦文
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07F9/24
• 分類號: C07F9/24;C07H15/04;C02F1/62;G21F9/00;H01L21/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于綠色化學技術領域，具體涉及一種螯合劑及其制備方法和應用。

背景技術

重金屬對自然環境的污染破壞相當嚴重，工業中產生的大量廢液、廢渣等包含有較多的重金屬離子，如果處理不當，不但消除不了重金屬離子對環境的污染，反而會給環境帶來二次污染。對于核工業所產生的含有放射性金屬離子的廢液廢渣，科學家們一直在探索一種行之有效的綠色凈化處理技術。

除了工業廢液、廢渣污染外，當今另一種重金屬污染源——大量的電子垃圾，在我國和世界其它主要電子產品消費國引起的重金屬環境污染也愈加嚴重。目前含有重金屬的電子垃圾，要么經過簡單掩埋法處理，要么經過普通的化學沉淀法處理，雖然能暫時消除地面污染源，但對地下水源或地下微生物環境的破壞卻是長遠的。而如今的電子垃圾多含有金、銀等貴金屬，如能找到行之有效的凈化處理方法，不但可以解決環境污染的問題，而且還可以回收大量貴金屬。為了避免重金屬離子對環境的危害，世界各國均制定了嚴格的標準及規范，并在凈化技術研發方面投入了巨大的人力、物力和財力，以期變害為利，變廢為寶。

超臨界CO₂萃取技術，已經發展了近三十年，作為一種優秀的綠色化學技術，已經被廣泛的應用到工業、農業、環保等領域。超臨界CO₂，兼有氣體和液體的雙重特性，具有低粘度，傳質快，操作條件簡單溫和，后續處理簡單，對環境友好等諸多優點。由于金屬離子本身不溶于超臨界CO₂，在超臨界CO₂中加入適當的螯合劑，金屬離子往往可被有效地萃取出來，這些螯合劑必須能溶解于超臨界CO₂中，且能夠提供電荷中和的能力，從而使生成的金屬絡合物能溶解于超臨界CO₂。因此，借助超臨界CO₂并結合螯合劑的超臨界CO₂螯合萃取技術成為處理環境中重金屬污染問題的一種上佳選擇。該技術可以應用到環境重金屬污染的凈化、食品和藥品中重金屬離子的脫除、核廢料放射性金屬的有效回收處理、電子垃圾中貴金屬(如金、鉑、銀等)和賤金屬(如銅、鎳、鋅、鐵等)的有效回收利用、高精密儀器或微小尺寸集成電路晶片的無害清洗等諸多領域。

傳統的螯合劑如有機單磷配體類：磷酸三丁酯(TBP)、Cyanex272、Cyanex301、Cyanex302等，二硫代氨基甲酸鹽類(DDC類)，β-二酮類，冠醚類等，在超臨界CO₂流體中雖都有一定的溶解度，但是萃取效率比較低。雖然添加改性劑(常見如甲醇、乙醇等)可以在一定程度上提高超臨界CO₂螯合萃取金屬離子的效率，但是改性劑會給環境帶來二次污染。所以，需要開發新型的螯合劑及其合理的合成工藝，以增強超臨界CO₂鰲合萃取金屬離子所具有的“高效、綠色”特性。

雙-(O，O-二烴基磷?；?亞胺是一種高效的萃取金屬離子的螯合劑，其中的烴基為甲基、乙基、丙基、苯基等(Solvent?Extraction?andIon?Exchange.1992，10，729-748；Solvent?Extraction?and?Ion?Exchange，1992，10，749-767)。該螯合劑用于普通液液萃取金屬離子時，其萃取效率均很高，但是其傳統的合成路線步驟多且要求的條件苛刻(J.Chem.Soc.(A)，1971，2863；Z.Anorg.Allg.Chem.，1974，404，219-226；Z.Anorg.Chem.，1977，430，227-233)，反應副產物較多，分離提純困難，導致最終目標產物雙-(O，O-二烴基磷?；?亞胺的收率很低。

發明內容

本發明提供了一種雙-(O，O-二取代基磷?；?亞胺螯合劑及其制備方法，以克服目前常用金屬離子螯合劑萃取效率低、易造成二次污染，制備方法復雜、收率低的缺點。

一種螯合劑，具有通式(I)的結構：

其中，R為具有通式-(A)_n-Z的取代基，A為亞甲基；

當Z為-(CX₂-CX₂-O)_k-CX₂-CX₃時，其中X為氫原子或氟原子，k為1、2或3，n＝1或2；

當Z為-Si((CH₂)_xCH₃)₃時，其中x為0、1、2或3，n＝3；