Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu khả năng chiết Palađi(II) bằng tác nhân PDA và một số Amin
MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời Thank
Danh mục các ký hiệu, các chữviết tắt
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 3
1.1 – Nguyên tốpaladi (Pd) . 3
1.1.1 - Tính chất . . 3
1.1.2 - Trạng thái thiên nhiên . 6
1.1.3 - Đồng vị 7
1.2 – Paladi nitrat (Pd(NO)) 3 2 8
1.3 –Ứng dụng của nguyên tốpalađi (Pd) và các hợp chất của nó 8
1.3.1 - Ngành điện tử . . 9
1.3.2 - Công nghệ 9
1.3.3 - Xúc tác 10
1.3.4 - Lưu trữhiđrô . 10
1.3.5 - Kimhoàn . 10
1.3.6 - Nhiếp ảnh 11
1.3.7 - Nghệthuật . 11
1.4 – Các phương pháp tách và tinh chếpaladi bằng dung môi 11
1.4.1 - Phương pháp chiết dung môi . 12
1.4.1.1 - Phương pháp tĩnh . 13
1.4.1.2 - Phương pháp động 14
1.4.2 – Các yếu tố ảnh hưởng đến chiết palađi bằng dung môi . 14
1.4.2.1 - Tác nhân chiết . 14
1.4.2.2 - Thiết bịchiết . 15
1.4.2.3 - Bản chất ion kimloại . 15
1.4.2.4 - Ảnh hưởng của nồng độaxit vô cơtrong pha nước . 16
1.5 – Vai trò của các tác nhân chiết PDA và amin đối với paladi nitrat. 17
1.5.1 - Đặc điểmhóa học của tác nhân chiết PDA và một sốamin . 17
1.5.1.1 – Tác nhân chiết PDA . 17
1.5.1.2 – Tác nhân chiết TOA và các amin khác 21
1.5.2 – Ảnh hưởng của dung dịch giải chiết . 22
1.5.3 – Các ảnh hưởng khác 23
1.6 - Xu hướng nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai . 24
1.6.1 - Hóa học chiết . 24
1.6.2 - Thiết bịchiết . 24
CHƯƠNG 2 - THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU . 26
2.1 - Hóa chất, thiết bị 26
2.1.1 - Dung dịch 26
2.1.2 - Các tác nhân chiết 27
2.1.3 – Dung môi 27
2.1.4 - Thiết bị . 27
2.2 – Các phương pháp thực nghiệm .27
2.2.1 - Tiến hành chiết Pd(II) . 28
2.2.2 - Tiến hành giải chiết Pd(II) . . 29
2.3 – Các phương pháp phân tích, kiểmtra . 29
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢTHỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 30
3.1 – Nghiên cứu khảnăng chiết Pd(II) của tác nhân chiết PDA . 30
3.1.1 – Khảo sát khảnăng chiết Pd(II) bằng dung môi 1,2-dicloetan
chứa PDA 50mM . 31
3.1.2 – Khảo sát khảnăng chiết Pd(II) bằng dung môi 1,2-dicloetan
chứa PDA 100mM . 33
3.1.3 – Nghiên cứu khảnăng chiết Pd(II) với hỗn hợp của HNO3và
NaNO3trong dung dịch FEED 34
3.1.4 – Nghiên cứu khảnăng giải chiết Pd(II) bằng hỗn hợp của HNO3và EDTA . 35
3.1.5 - Ảnh hưởng của tác nhân chiết PDA tới quá trình chiết Pd(II). 36
3.1.6 - Ảnh hưởng của nồng độaxit HNO3tới quá trình chiết Pd(II)
bằng tác nhân PDA 37
3.2 – Nghiên cứu khảnăng chiết Pd(II) của tác nhân chiết là amin. . 42
3.2.1 – So sánh khảnăng chiết Pd(II) của các tác nhân amin . 42
3.2.2 – Nghiên cứu khảnăng chiết Pd(II) của tác nhân TOA . . 43
3.2.2.1 - Chiết Pd(II) bằng dung môi 1,2-dicloetan chứa TOA 100mM 43
3.2.2.2 - Nghiên cứu chiết Pd(II) bằng dung môi 1,2-dicloetan chứa
tác nhân TOA có nồng độkhác nhau . 45
3.2.2.3 - Nghiên cứu chiết Pd(II) bằng dung môi nitrobenzen với
nồng độTOA 100mM 46
3.2.2.4 - Nghiên cứu chiết Pd(II) bằng dung môi nitrobenzen chứa
tác nhân TOA có nồng độkhác nhau . 47
3.2.2.5 - Ảnh hưởng của tác nhân chiết TOA tới quá trình chiết Pd(II) . 49
3.2.2.6 - Ảnh hưởng của nồng độaxit HNO3tới quá trình chiết Pd(II) . 51
KẾT LUẬN . 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 58
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
xạHiện nay, có ba phương pháp chiết là phương pháp chiết khuấy-lắng,
phương pháp chiết cột và chiết ly tâm đều đã được ứng dụng và cho nhiều kết
quả tốt. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của luận văn này, chúng tui sẽ trình bày
khả năng chiết tách palađi(II) theo phương pháp khuấy – lắng bằng một số tác
nhân chiết mới trên cơ sở của lựa chọn một số loại dung môi nhất định trong
môi trường axit nitric.
1.5.1 - Đặc điểm hóa học của tác nhân chiết PDA và một số amin.
1.5.1.1 – Tác nhân chiết PDA
25
Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam và Viện Năng lượng Nguyên tử
Nhật Bản hợp tác với nhau thông qua nhiều chương trình trao đổi khoa học
công nghệ. Một trong những chương trình đó là nghiên cứu, chuyển giao công
nghệ mới có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu hạt nhân. Hiện nay, quá trình
xử lý thải xạ để thu hồi các nguyên tố phóng xạ cũng như các nguyên tố kim
loại liên quan được đặt lên hàng đầu.
Tại Trung tâm Công nghệ Vật liệu mới của Viện Năng lượng Nguyên tử
Nhật Bản, các nhà khoa học đã tự tổng hợp ra một hợp chất mới có khả năng
ứng dụng làm tác nhân chiết trong các quá trình chiết, tách các kim loại như
palađi có hiệu quả cao. Vì đây là công nghệ mới nên việc đưa ra nghiên cứu
và ứng dụng rộng rãi vẫn còn hạn chế nên hợp chất này vẫn còn phải nghiên
cứu thêm một thời gian nữa.
Theo chương trình hợp tác giữa hai Viện, chúng tui đã sử dụng tác nhân
chiết trên để nghiên cứu cho một số quá trình tách chiết Uran, Thori... và đặc
biệt là Palađi. Vì khối lượng của tác nhân chiết này có hạn nên chúng tui chưa
thể mở rộng nghiên cứu sâu hơn trong luận văn.
Tác nhân chiết mới này chính là N,N-dibutyl-N,N-diphenyl-2,6-pyridine
dicarboxyamide (hay còn gọi là DBuDPhPDA hay PDA), và cấu tạo của PDA
được chỉ ra trong hình 2.
N
N N
OO
Ph Ph
BuBu
Hình 2: Cấu tạo của tác nhân chiết N,N-dibutyl-N,N-diphenyl-2,6-pyridine
dicarboxyamide (PDA).
Tác nhân PDA đặc điểm như sau:
26
+ Công thức hóa học: C27H31N3O2
+ Khối lượng phân tử: 429.55
+ Độ tinh khiết: >99,8% (HPLC)
Tác nhân chiết PDA được sử dụng ở dạng tinh thể, có màu trắng. Theo
thông tin có được, PDA là chất có khả năng oxi hóa, nên được lưu giữ trong
môi trường kín không khí ở nhiệt độ bình thường. Nó có khả năng hòa tan
trong một số loại axit như HNO3, HCl... và tan trong một số loại dung môi
như 1,2-dicloetan…
Trong các thí nghiệm tiến hành đã được nghiên cứu trước đó, chúng tui
đề xuất nồng độ Pd(NO3)2 sử dụng là 40ppm. Tại nồng độ này, khả năng tiến
hành thí nghiệm sẽ ổn định khi đo với các thiết bị hiện có, các tính toán chính
xác sẽ có sai số là nhỏ nhất.
Trong quá trình chiết, PDA sẽ phản ứng tạo phức để tạo ra một số phản
ứng hóa học. Theo thông tin do nhóm nghiên cứu của Viện Năng lượng
Nguyên tử Nhật Bản cung cấp, PDA là tác nhân chiết solvat hóa. Quá trình
chiết bằng tác nhân chiết solvat hóa của PDA xảy ra do sự thay thế phân tử
phối trí của cation kim loại palađi (Pd) bởi phân tử tác nhân chiết PDA, hình
thành các cation solvat hóa. Muối của các cation solvat hóa với anion bền dễ
dàng chuyển vào pha hữu cơ. Sự có mặt của các cation thích hợp là cần thiết
để tạo thành hợp chất trung hòa điện tích khi chiết lên pha hữu cơ. Phản ứng
chiết xảy ra như sau:
Pd2+ + 2NO3- + 2PDA ↔ Pd(NO3)2.2PDA (1)
Phản ứng trên xảy ra, phức chất của Pd(II) sẽ được chuyển lên pha hữu
cơ. Từ các phương pháp xác định nồng độ đã được chuyển hóa, được trình
bày cụ thể trong phần thực nghiệm sau, chúng ta sẽ đánh giá được khả năng
hình thành cũng như độ bền của phức tạo thành.
27
Trong quá trình nghiên cứu của luận án, quá trình chiết tinh chế
palađi(II) trong môi trường axit nitric phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Trong
phần tiếp theo, chúng tui xin trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng
chiết, phân li của tác nhân chiết PDA.
c Ảnh hưởng của nồng độ axit pha nước: PDA có thể chiết axit để hình
thành hợp chất liên hợp ion:
PDA + H3O+ + NO3- ↔ PDA.H3O+.NO3- (2)
Sự hình thành hợp chất liên hợp ion làm giảm nồng độ của PDA trong
hệ. Điều này có thể làm giảm khả năng chiết ion palađi(II).
Tuy nhiên, tùy vào môi trường dung môi sử dụng, khả năng chiết Pd(II)
tỉ lệ thuận hay nghịch theo nồng độ của môi trường axit HNO3. Với môi
trường axit trong pha nước trước khi chiết (ta gọi là Feed) mà quá thấp, thì có
thể dẫn tới khả năng kết tủa trong pha nước hay pha hữu cơ sau khi hệ chiết
đạt cân bằng. Phức chất của Pd(II) còn nằm lại trong các pha trên không đủ
đạt được hiệu số chuyển tách do khả năng thiếu hụt lượng NO3- trong môi
trường chiết ban đầu, dẫn tới nồng độ, pH trong 2 pha sau chiết cao hơn mức
bình thường dẫn tới hiện tượng kết tủa.
Theo kết quả thu nhận được từ thực nghiệm, với nồng độ axit từ 2M trở
lên khả năng chiết của tác nhân là rất cao. Hiệu xuất chiết Pd(II) lên pha hữu
cơ đạt được trên 95%, nồng độ đạt được sau bão hòa rất ổn định.
Vấn đề nồng độ và loại axit sử dụng vẫn còn đòi hỏi phải được nghiên
cứu sâu hơn nữa. Trong luận văn, chúng tui xem xét ở nhiều ngưỡng nồng độ
axit trong dung dịch ban đầu để chọn ra nồng độ tối ưu, sao cho khả năng
chiết Pd(II) đạt hiệu quả cao nhất và nồng độ tác nhân chiết PDA tối ưu nhất.
d Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân PDA
28
Theo các tính toán và nghiên cứu, nếu nồng độ của tác nhân chiết PDA
càng cao thì càng tốt. Tuy nhiên, về mặt động học cũng như hóa học của quá
trình thì cũng chỉ cần cần lượng vừa đủ là tốt nhất. Theo thực nghiệm, nếu
nồng độ PDA càng cao thì độ quánh của pha hữu cơ càng tăng, cũng như khả
năng chiết và giải chiết cũng tăng lên rất nhiều.
Trong một số trường hợp, dung môi dùng để pha loãng các tác nhân chiết
này cũng cần thử nghiệm, có dung môi thì PDA tan hoàn toàn, có dung
môi thì ngược lại. Như trong bảng 5 chỉ khá rõ điều đó.
1.5.1.2 – Tác nhân chiết TOA và các amin khác
Cũng giống như tác nhân chiết PDA, Tri-n-octyl amin (TOA) cũng được
sử dụng để làm tác nhân chiết Pd(II) trong một số dung môi [37,38]. Trong
các amin này, chúng tui lấy TOA làm thay mặt cho các amin khác vì một phần
do tính chất thương mại của chúng, một phần do khả năng hơn hẳn của tác
nhân TOA so với amin khác có cùng tính chất (sẽ được chỉ rõ trong chương
3).
Dưới đây là một số các amine được sử dụng trong nghiên cứu này.
Bảng 4 : Tính chất cơ bản của một số amin được sử dụng làm tác nhân
chiết trong nghiên cứu
STT Amine Công thức FW (g) d (25
0C)
(g/mL) Dạng
1 Tris[2-(2-methoxyethoxy)-ethyl] amin (TMEA) C15H33NO6 323.43 1.011 Lỏng
2 Tri-n-octyl amin (TOA) [CH3(CH2)]3N 353.67 0.8058 Lỏng
Quá trình xảy ra phản ứng hóa học trong chiết dung môi của tác nhân
amin cũng giống như trong trường hợp dùng tác nhân chiết PDA:
Pd2+ + 2NO3- + 2TOA ↔ Pd(NO3)2.2TOA (3)
29
TOA + H3O+ + NO ↔ TOA.H−3 3O+.NO (4) −3
Dựa vào các thông số cơ bản của các amin, tiến hành thực nghiệm trong
các điều kiện nghiên cứu đặt ra thu được một số kết quả khá khả quan.
1.5.2 – Ảnh hưởng của dun...