[發(fā)明專利]一種離子液體萃淋樹脂及其制備和應用方法

有效

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• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103789547A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳繼;崔紅敏;楊華玲;劉郁;鄧岳鋒;王威
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C22B3/42
• 分類號: C22B3/42;C22B3/38;C22B59/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發(fā)明屬于離子液體萃淋樹脂領域，具體涉及一種能夠高效回收稀土的離子液體萃淋樹脂及其制備和應用方法。

背景技術

萃取分離技術已在很多領域得到廣泛應用，但直接采用溶劑萃取法對稀溶液中的稀土進行回收分離并不是一種經(jīng)濟有效的方法，它還存在著部分萃取劑溶解度大，易造成有機相損失，有機廢液的排放會增加環(huán)境負擔等問題，而萃淋樹脂分離技術的發(fā)展為上述問題提供了一條新的途徑。萃淋樹脂是將萃取劑吸附到大孔聚合物載體上制備而成，兼具溶劑萃取法的高選擇性及離子交換技術的簡便、高效性，同時也克服了部分萃取劑分層困難，離子交換樹脂和螯合樹脂合成復雜等優(yōu)點，被越來越多的應用于金屬離子的回收分離領域。

目前，采用萃淋樹脂技術回收分離金屬離子已得到廣大科研工作者的關注。陳繼等將雙功能離子液體萃取劑[A336][CA-100]浸漬到Amberlite?XAD-7中制備了萃淋樹脂，實現(xiàn)了Sc³⁺與Y³⁺、Eu³⁺、Ce³⁺的有效分離（X?Sun,Y?Ji,J?Chen,J?Ma,J.Rare?Earth,2009,27(6):932-936.）；Chen等將D₂EHPA浸漬到Amberlite?XAD-4上，制備的萃淋樹脂能夠從Pb²⁺和Cu²⁺混合溶液中選擇性分離出Pb²⁺(J.H.Chen,Y.Y.Kao,C.H.Lin,F.R.Yang,Sep.Sci.Technol.,2004,39:2067-2090.)。盡管萃淋樹脂在金屬萃取過程中克服了萃取劑存在的不足，但是傳統(tǒng)方法制備的萃淋樹脂在金屬分離回收中的應用還存在以下局限：首先，傳統(tǒng)萃淋樹脂功能單一，對金屬離子的萃取能力、選擇性和萃取機理僅由萃取劑決定；其次，傳統(tǒng)萃淋樹脂是將萃取劑通過表面親和力物理吸附到聚合物載體中，萃取劑穩(wěn)定不高，長時間與強酸、強堿物質接觸，易造成活性組分的流失，影響其工作壽命，限制了萃淋樹脂在萃取分離領域的廣泛應用與發(fā)展。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)萃淋樹脂存在功能單一和萃取劑穩(wěn)定性差的技術問題，提供一種具有可設計的陰陽離子結構特點的，能夠高效回收稀土的離子液體萃淋樹脂及其制備和應用方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案具體如下：

一種離子液體萃淋樹脂，

以苯乙烯系陰離子交換樹脂為陽離子供體，以去質子化的酸性膦萃取劑為陰離子供體；

所述陽離子供體的具體結構式為：

所述陰離子供體的具體結構式為：

或者

所述陽離子供體中的R₁、R₂分別為甲基，R₃為甲基或羥乙基；

所述陰離子供體中的R₄、R₅分別為相同或不同的、碳原子數(shù)為8的烷基的取代物。

上述技術方案中，所述陰離子供體為去質子化的二-(2,4,4-三甲基戊基)膦酸(Cyanex272)、二-(2-乙基己基)膦酸(P204)或者2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯(P507)。

所述的離子液體萃淋樹脂的制備方法，包括以下步驟：

（1）先用鹽酸溶液或氫氧化鈉溶液洗滌氯型強堿苯乙烯系樹脂，然后用去離子水清洗至流出液體pH值為中性；

再用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液洗滌氯型強堿苯乙烯系樹脂，然后用去離子水清洗至流出液體pH值為中性；

加入氫氧化鈉溶液在室溫下攪拌反應，然后用去離子水清洗至溶液pH值為中性；

過濾后在20℃-50℃干燥，得到氫氧型強堿苯乙烯系樹脂；

（2）將步驟（1）得到的氫氧型強堿苯乙烯系樹脂分散到N,N-二甲基甲酰胺中，室溫下溶脹0.5-6h，再加入酸性膦萃取劑，充分反應后過濾、洗滌，在20℃-50℃下干燥，得到離子液體萃淋樹脂。

上述技術方案中，步驟（1）中所述的氯型強堿苯乙烯系樹脂與鹽酸、氫氧化鈉溶液的體積比為1:1～1:4。

上述技術方案中，步驟（1）中用來洗滌氯型強堿苯乙烯系樹脂的鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液的濃度分別為2-4%。

上述技術方案中，步驟（2）中氫氧型強堿苯乙烯系樹脂與酸性膦萃取劑的摩爾比為1:1～1:2。

上述技術方案中，步驟（2）中的充分反應的反應時間為6-48h。