贵金属离子铂(Ⅳ)和钯(Ⅱ)的支撑液膜的迁移规律研究

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贵金属因具有独特的物理和化学性质而逐渐受到人们的青睐,被广泛应用于各个领域。但是由于贵金属的物理、化学性质极为相似,并且价态多变,不同价态之间差别很大,因此贵金属分离一直是一个难题。液膜分离技术集萃取与反萃取于一体,具有较高的传质速率和通量,高的选择性,良好的分离效率和浓缩倍数,以及操作简单等特点,是近年来研究较为广泛的新型分离技术。为了提高贵金属分离的选择性和实用性,许多研究者将液膜技术应用于贵金属的分离研究,取得了良好的进展。然而研究报道较多的是乳化液膜,利用支撑液膜(SLM)进行贵金属的分离研究报道较少。因此本文选择贵金属铂和钯为分离对象,在溶剂萃取实验基础上,较为系统的研究了Pt(Ⅳ)和Pd(Ⅱ)的支撑液膜迁移规律,取得了以下实验结果:1、Pt(Ⅳ)和Pd(Ⅱ)的萃取平衡使用不同萃取剂,分别对Pt(Ⅳ)和Pd(Ⅱ)的萃取和反萃取条件进行了探讨,获得了最佳实验条件。(1)Pt(Ⅳ)的萃取平衡实验在Pt(Ⅳ)初始浓度为5.0μg/mL的水相中,当氯化亚锡浓度为0.05mol/L,盐酸浓度为0.50mol/L,有机相选择煤油作为稀释剂,萃取剂2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯(P507)浓度为5.0%(w/V),水相和有机相体积比为1:1时,振荡30min,Pt(Ⅳ)的萃取率可达100%。选择等体积的4mol/L盐酸作为反萃剂,反萃率达99%以上。(2)Pd(Ⅱ)的萃取平衡实验在Pd(Ⅱ)初始浓度为6.754μg/mL的水相中,当盐酸浓度为0.10mol/L,有机相选择煤油作为稀释剂,萃取剂N,N-二甲庚基乙酰胺(N503)浓度为10.0%(w/V),水相和有机相体积比为1:1时,振荡30min,Pd(Ⅱ)的萃取率可达99.2%。选择等体积的0.2mol/L硫氰酸钾溶液作为反萃剂,反萃率达95%以上。2、支撑液膜分离实验以疏水性多孔聚偏氟乙烯膜为支撑体,P507和N503为流动载体,煤油为膜溶剂,分别研究了Pt(Ⅳ)和Pd(Ⅱ)在支撑液膜中的迁移规律。(1)Pt(Ⅳ)的迁移实验选择Pt(Ⅳ)初始浓度为1.0μg/mL,分别考察了料液相盐酸浓度、氯化亚锡浓度、载体浓度、反萃相盐酸浓度等因素对Pt(Ⅳ)迁移的影响,确定了Pt(Ⅳ)的最佳迁移条件:当料液相中Pt(Ⅳ)浓度为1.0μg/mL时,盐酸浓度为1.0mol/L,氯化亚锡的浓度为0.05mol/L,膜相中P507浓度为5.0%(w/V),反萃相盐酸浓度为6.0mol/L,迁移3h,Pt(Ⅳ)的迁移率可达100%。(2)Pd(Ⅱ)的迁移实验选择Pt(Ⅳ)初始浓度为3.0μg/mL,分别考察了料液相盐酸浓度、载体浓度和反萃相硫氰酸钾浓度对Pd(Ⅱ)迁移的影响,确定了Pd(Ⅱ)的最佳迁移条件:当料液相中Pd(Ⅱ)浓度为3.0μg/mL时,盐酸浓度为0.2mol/L,膜相中N503浓度为10.0%(w/V),反萃相中硫氰酸钾浓度为0.2mol/L,迁移4h,Pd(Ⅱ)的迁移率可达93%。3、模拟实验在Pt(Ⅳ)支撑液膜迁移研究的基础上,使用P507/煤油支撑液膜体系,研究了Pt(Ⅳ)与部分过渡金属离子的分离情况。(1)两种金属离子的分离实验在Pt(Ⅳ)的最佳迁移条件下,1.0μg/mL的Pt(Ⅳ)能有效的分别从50μg/mL的Ni(Ⅱ)、100μg/mL的Co(Ⅱ)、100μg/mL的Cu(Ⅱ)、150μg/mL的Zn(Ⅱ)中分离出来,迁移3h,Pt(Ⅳ)的迁移率分别为89%、86%、81%、87%,基本实现了Pt(Ⅳ)与Ni(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)与Co(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)与Cu(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)与Zn(Ⅱ)的相互分离。(2)模拟电镀废液的分离实验模拟配制了某车间镀铂废水,其组成为Pt(Ⅳ)(0.8μg/mL),Cu(Ⅱ)(75μg/mL),Zn(Ⅱ)(75μg/mL),Co(Ⅱ)(75μg/mL),Ni(Ⅱ)(75μg/mL),SO42-(75μg/mL)。在Pt(Ⅳ)的最佳迁移条件下,迁移3h,迁移率达87.8%,其他离子均未发生迁移,说明本文建立的Pt(Ⅳ)的SLM分离方法具有一定的应用参考价值。
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