二甲酚橙体系萃取分离贵金属钯
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二甲酚橙体系萃取分离贵金属钯

时间:2020-1-2 作者:银浆钯碳回收

选择聚乙二醇-硫酸铵-二甲酚橙体系实现了混合过渡金属离子中钯的分离,建立了分离测定钯的无毒害、简便的实验方法。萃取剂二甲酚橙与钯(II)离子的螯合物在聚合物-硫酸铵-水体系中两相间的分配行为。在pH值1.0-6.0条件下,钯(II)几乎被二甲酚橙完全萃取到PEG相中,而铁(II)、钴(II)、锌(II)萃取率随pH变化显著,锰(II)、镉(II)基本不被萃取。在高氯酸介质pH值1.0-2.0条件下,实现了钯(II)与铁(II)、钴(II)、锌(II)、锰(II)、镉(II)的定量萃取分离。

一、实验部分

1、仪器与试剂

300毫升/升聚乙二醇(PEG)2000水溶液;1克/升二甲酚橙(XO)、铬天青S、偶氮胂III(CPA III)、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚-磺酸(PAN-S)、锌试剂(Zincon)水溶液;钯(II)与铁(II)、钴(II)、锌(II)、锰(II)、镉(II)标准溶液及各种缓冲溶液按常规方法配制。所用试剂均为分析纯,以二次蒸馏水配制。

722型光栅分光光度计;p HS-FL:3C型酸度计。

2、实验方法

在25毫升具塞比色管中,加入一定量的金属离子和萃取剂溶液,用5毫升醋酸-醋酸钠调节溶液的pH(对pH小于等于3溶液,XO体系用高氯酸调节pH),置沸水浴1-2分钟,冷却后,加5.0毫升PEG2000水溶液,用水稀释至20.0毫升,加5克硫酸铵,振荡2分钟,静置分相。将高聚物相溶于适量水,补加一定量XO ,调节酸度,以试剂空白作参比,测量吸光度,计算被萃金属离子的萃取率。吸取一定量萃余水相于另一比色管中,金属离子测定含量,求出萃取率。

二、结果与讨论

1、不同萃取剂对钯(II)萃取率的影响

萃取剂XO、CPA III、铬天青S、PAN-S、Zincon萃取钯(II)的行为见图1。由图可知,在pH值1.0-6.0范围内钯(II)与铬天青S的螯合物几乎不被高聚物相萃取,而钯(II)与CPA III、Zincon螯合物萃取率小于80%,钯(II)与PAN-S螯合物仅在强酸性条件下被完全萃取,而钯(II)与XO形成的螯合物在pH值1.0-6.0范围内几乎被完全萃取到PEG相中,考虑到PAN-S萃取钯(II)时钴(II)、铁(II)有干扰,因此本文选用XO作为分离钯(II)离子的萃取剂。

二甲酚橙体系萃取分离贵金属钯

2、酸度对萃取率的影响

按实验方法测得溶液的酸度对金属与XO螯合物在PEG相中萃取率的影响见图2。钯(II)在pH值1.0-6.0,钴(II)在pH值6.0时萃取率达90%以上,而铁(II)、钴(II)、锌(II)在pH值1.0-2.0,锰(II)、镉(II)在pH值1-6,萃取率为零或接近零。XO在PEG相中萃取率较大(在80%左右)且基本不随pH变化,因此,在测定时往萃取后的高聚物相中补加一定量的XO可以消除试剂空白。

二甲酚橙体系萃取分离贵金属钯

3、介质的影响

试验发现,钯(II)在pH值1.0-3.0的盐酸介质中的萃取率明显低于高氯酸介质中的萃取率,这是因为高浓度氯负离子的存在与XO竞争络合钯(II),使钯(II)与XO螯合物稳定性降低。故本文选择高氯酸为强酸性介质。

4、萃取剂用量与萃取率的关系

XO用量为1.5-3.0毫升时,金属离子的萃取率最大,多于3毫升略有下降,故选用2毫升。在没有XO时,金属离子不被PEG萃取,这说明高聚物能萃取金属螯合物而不能萃取简单的金属离子。

5、硫酸铵用量与萃取率关系

对于PEG萃取体系,硫酸铵小于2克溶液不分层;达5克后分相明显,且金属萃取率较高,继续增加盐用量至饱和溶液,金属萃取率并未发生明显变化,这可能是因为盐离子的水化作用和盐效应互相制约的结果。本实验选择硫酸铵加入量5克。

6、表面活性剂对萃取率的影响

往萃取体系中分别加入一定量的阴离子(DBS)和非离子性表面活性剂(Triton X-100),金属萃取率并没有发生变化,加入一定量的阳离子表面活性剂(CTMAB),萃取率下降。因为在实验的pH条件下,XO带较高的负电荷,其与金属的螯合物亦大多带负电荷,阳离子表面活性剂与螯合物会缔合成不带电荷的离子缔合物,将使之不被PEG相萃取。

7、混合离子中钯(II)的分离测定

选择合适的pH条件,试验了合成试样中两组分及多组分混合离子体系钯(II)与铁(II)、钴(II)、锌(II)、锰(II)、镉(II)的分离,并直接光度法测定合成试样中的钯(II)含量,结果见表1、表2。

二甲酚橙体系萃取分离贵金属钯二甲酚橙体系萃取分离贵金属钯

由表1、表2可知,聚乙二醇-硫酸铵-二甲酚橙体系能使钯(II)与多种过渡金属离子之间有效分离。表中钯(II)的萃余水相中离子的测定方法如下:在萃余水相中加入一定量Zincon及Tween80溶液萃取分离,钴(II)进入高聚物相,经溶解直接光度法测定其含量。取少许经分离钯(II)、钴(II)的二次萃余水相,分别调节pH值3.0和8.0 ,加入PAN-S及Tween 80萃取分离,溶解直接测定高聚物相中铁(II)和锌(II)含量。另取适量的二次萃余水相,按相关方法分别比色测定锰(II)和镉(II)的含量。