[發明專利]一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀的方法

有效

• 申請號: 201610084336.X
• 申請日: 2016-02-14
• 公開（公告）號: CN105695748B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張安運;徐雷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 劉靜靜

技術領域

本發明涉及元素分離技術領域，具體涉及一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀的方法。

背景技術

貴金屬鈀具有特殊的結構，對氫氣和氧氣有特殊的吸附能力，因此，在工業催化領域占有無法取代的地位。

鈀除了具有優良的催化活性之外，在很寬的溫度范圍內能保持化學惰性且具有熔點高、耐摩擦、耐腐蝕、延展性強、熱電穩定性強等特性，被廣泛應用于國民工業的各個領域。

目前，我國鈀資源儲量有限，產量很低，遠遠不能滿足現代化學工業的需要，大部分依賴進口，且價格昂貴。現有技術中，鈀金屬的制備與來源主要通過以下三個途徑：

(1)天然含鈀礦產資源的利用；

(2)從銅鎳硫化礦副產品中對鈀進行回收利用；

(3)工業廢氣鈀催化劑等含鈀二次資源的回收利用。

通過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，難以實現可持續利用。

近年來核電由于能量密度大、污染少，不會排放造成溫室效應氣體而得到蓬勃發展，然而核電運行當中會不可避免地產生乏燃料。乏燃料后處理所產生的高放廢液(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Pd¹⁰⁷，鈀的半衰期為6.5×10⁶年，放射性周期長、危害大且含量高，如果能夠進行實現回收利用，意義重大。

現有技術中，對于鈀的回收分離尚缺乏簡單可行的方法。

發明內容

本發明提供了一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀的方法，能夠從酸性水相中吸附分離鈀，選擇性高，操作簡單，分離效率高，適用于工業上分離回收貴金屬鈀。

一種利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分離鈀的方法，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被吸附劑吸附分離，所述吸附劑由如結構式I所示的化合物負載在載體上制成：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄分別為烷基或芳香基；或R₁與R₃之間通過共價鍵成環，R₂與R₄之間通過共價鍵成環；

所述硝酸水溶液中含有Pd(Ⅱ)和其他金屬離子，其他金屬離子為Li(I)、Na(I)、K(I)、Rb(I)、Cs(I)、Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Sr(Ⅱ)、Ba(Ⅱ)、Nd(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、La(Ⅲ)、Ru(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)、Y(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Zr(Ⅳ)、Mo(Ⅵ)中的至少一種。

本發明中的吸附劑由大孔樹脂作為載體，與含氮軟配體復合而成，吸附劑對鈀均具有特殊的吸附性能，且對鈀的吸附能力不同，能夠從酸性溶液中同時分離得到鈀。

作為優選，每克吸附劑與20～30毫升硝酸水溶液混合。本發明提供的吸附劑選擇性好，分離效率高。

作為優選，所述吸附劑由如結構式II所示的化合物負載在載體上制成：

本發明中，所述載體為弱極性大孔樹脂。進一步優選，所述載體為離子交換樹脂XAD-7。離子交換樹脂XAD-7作為一種已經市場化的弱極性大孔樹脂材料，原料易得。

硝酸水溶液中，金屬離子的濃度以及硝酸的濃度均會影響分離效果，優選地，每種金屬離子的濃度為5.0×10^-4～1.0×10^-3M。硝酸水溶液中，硝酸的濃度為0.4～6M。

本發明中，所述吸附劑的制備方法如下：

將如結構式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，經旋蒸干燥后，得到吸附劑。

作為優選，將如結構式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，經旋蒸干燥后，得到吸附劑。

旋蒸時，使大部分二氯甲烷揮發至近干狀態，在毛細作用以及物理吸附作用下，化合物分子進入載體的空隙中，然后將近干狀態的物料在50～60℃下真空干燥至少24小時，得到吸附劑。

作為優選，每克如結構式I所示化合物(如結構式II所示化合物)溶解于80～100毫升二氯甲烷中。如結構式I所示化合物(如結構式II所示化合物)與載體的質量比為1：8～10。

為了保證分離效果，優選地，吸附劑與硝酸水溶液在室溫下(25±1℃)混合吸附，吸附時間為150～180min。混合吸附在振蕩條件下進行，振蕩速率為120～150rpm。