[發明專利]一種含氟萃取劑及其應用

有效

• 申請號: 201310239532.6
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN104140379B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 胡金波;張偉;鄭衛琴;施嘯;徐永昌;呂紅貴;袁承業
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海有機化學研究所
• 主分類號: C07C245/08
• 分類號: C07C245/08;C22B26/12
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 祝蓮君,雷芳

技術領域

本發明屬于化工領域。具體地，本發明涉及一種含氟萃取劑及其應用。

背景技術

自然界中，鋰(Li)有兩種穩定同位素，即⁷Li和⁶Li，分別占到92.48%和7.52%。這兩種同位素在核材料領域中占有重要地位，但是兩者的核反應性能截然不同。由于⁶Li的熱中子吸收截面非常高(達到941barns)，而⁷Li僅為0.033barns，所以，在釷基熔鹽堆中，⁷Li作為必不可少的熔鹽冷卻劑，對其豐度要求>99.995%。同時，高純度的⁷Li常用于調節壓水堆中一次冷卻劑的pH值；在聚變堆中⁷Li也用作導熱的載熱劑。另一方面，可利用中子照射⁶Li(n，α)T核反應來生產自然界中豐度極低的氚，⁶Li是核聚變堆中的燃料，其中⁶Li的豐度要求>30%。不論是釷基熔鹽堆還是核聚變堆，都將為戰略新能源提供解決方案。

分離鋰同位素的方法，文獻中曾報道的有：物理方法（如電磁法、分子蒸餾法和氣體擴散法等）和化學方法（如電遷移法、電解法、鋰汞齊交換法和溶劑萃取交換法等）（肖嘯菴等，核化學與放射化學，1991，13，1）。在同位素分離中，對于重同位素用物理方法比較有利；而對于輕同位素，則化學方法效率較高，物理方法投資巨大、效率很低。

鋰同位素屬于輕同位素，且鋰沒有氣態化合物，因此物理方法分離鋰同位素僅處于探索階段。在化學方法中，鋰元素不存在氣液化學交換法，而液固化學交換法很難實現逆流多級級聯，因此只能采用液液化學交換法。如采用液固化學交換法，發明專利申請（申請號201210274233.1和申請號201210274356.5）中報道的冠醚類聚合物，雖具有較高的單級分離系數，但液固分離法難以實現多級級聯富集。在液液化學交換法中，中性溶劑萃取體系(如異戊醇/LiBr體系)、離子交換體系(如己酸/煤油體系)、螯合體系(如蘇丹I-TOPO體系)等，均具有較低的分離系數α值，一般小于1.010，很難用于工業化的萃取級聯工藝(陳耀煥等，原子能科學技術，1987，21，433)。發明專利申請CN201110425430.4所報道的萃取劑，萃取率低，親水性離子液體價格昂貴且難以轉相回收，且沒有用于多級富集分離的試驗。冠醚和穴醚類的萃取體系，有機相富集物為⁶Li，雖然其分離系數α值較高，但其合成難度大，成本高，毒性大，且也未能實現多級萃取來富集鋰同位素(姜延林等，原子能科學技術，1986，20，1)。

目前，鋰汞齊化學交換法能夠滿足同位素分離工藝要求，并已成為唯一的工業化生產鋰同位素的方法(Palko,A,A,et al.J.Chem.Phys,1976,64,1828)。然而，鋰汞齊法因需使用大量的汞，對操作人員和環境產生嚴重危害。另外，鋰汞齊法易于富集⁶Li，且鋰汞齊在萃取塔中會逐步分解，不適合級數較多、⁷Li豐度較高(>99.99%)的分離過程。因此，迫切需要開發一種安全、綠色、高效、可用于多級富集分離且易于富集⁷Li的萃取劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效，環保，適用于多極化分離⁷Li的萃取有機相。

本發明的第一方面，提供了一種用于分離鋰同位素的萃取有機相，所述有機相含有萃取有效量的式(I)化合物：

式中，R_f¹、R_f²、R_f³、R_f⁴和R_f⁵各自獨立地為選自下組的基團：氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、取代或未取代的C_1-6氟代烷基；

且R_f¹、R_f²、R_f³、R_f⁴和R_f⁵中至少有一個為氟原子或取代或未取代的C_1-6氟代烷基；

R_f⁶選自下組：氫原子、鹵素、取代或未取代的C_1-6氟代烷基、氰基或硝基；