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针对湿法冶金溶剂萃取过程中须使用大量有机溶剂,并为解决湿法冶金金属溶剂萃取过程和离子交换树脂处理含重金属盐废水过程所产生的阴离子污染等问题,本课题利用水杨醛衍生物合成含二级胺桥联的Schiff碱及其还原产物并嫁接到改性硅胶上制备新型的固体金属盐配位萃取剂,以同时“萃取”金属盐的阳、阴离子。研究配位基团的空间和电子构型、体系的pH值等条件对金属盐阳离子和阴离子的配位萃取效果、萃取选择性、以及对萃取剂的再生和循环功效的影响;分析共存离子效应与配位吸附过程之间的内在联系;建立重金属盐阳离子和阴离子协同萃取的热力学和动力学模型;揭示结构-性能关系,阐明优化配体设计的理论依据。主要进行了以下几方面的创新性研究工作:(1)5-溴-3-亚甲基吗啡啉水杨醛与三乙烯四胺反应合成Schiff-碱,然后利用NaBH4将席夫碱中的亚胺基团(-HC=N-)还原成饱和仲胺基团(-H2C-NH-)。席夫碱还原后得到的化合物柔性会显著提高,与金属离子配位会有较大的自由度,并通过核磁共振、红外、质谱对其结构进行表征。(2)利用3-氯丙基三甲氧基硅烷和三甲基氯硅烷分别对硅胶进行氯硅烷功能化和残余硅羟基封端,把合成的Schiff-碱和还原性Schiff-碱双位配体嫁接到改性硅胶上,通过傅立叶红外光谱(FTIR)、元素分析、热重分析(TG)和表面分析进行表征。元素分析表明,1gSD-D、SD-E分别负载了双位配体0.32mmol、0.29mmol;热重分析表明,吸附剂具有良好的热稳定性,分解温度均约为200℃。(3)静态饱和吸附实验结果表明,SD-E对金属盐阳、阴离子的萃取效果优于SD-D。(4)pH值对吸附量的影响实验结果表明,随pH的增大,萃取的硫酸根离子量减小,而萃取的铜离子量增大。(5)吸附热力学实验结果表明,在实验浓度范围内,吸附剂对Cu2+的吸附过程符合Langmuir模型。(6)通过研究固体双位配体萃取剂对硫酸铜的萃取/反萃取及萃取剂再生实验,表明两种种固相双位配体萃取剂具有良好的解吸与重复使用性,分别可用1mol/LH2SO4和1mol/LNH3·H2O实现对Cu(II)和SO42-的基本解吸,再次萃取萃取量基本不变。