论文摘要
锆铪分离是世界性难题,传统的分离方法是溶剂萃取法,评述了溶剂萃取分离锆和铪的研究进展,溶剂萃取法对环境污染严重,且分离效果不佳,因此急需开发环境友好的分离方法。本文致力于研究分离锆和铪的新方法,金属离子印迹技术是近几年兴起的一门分离金属离子的新技术,通过对其进行评述,认为利用该技术制备锆离子印迹聚合物来分离锆和铪具有无环境污染、成本低等优点。分别以磷酸三丁酯和N-苯基邻氨基苯甲酸为络合剂、4-乙烯吡啶和苯乙烯为功能单体、二乙烯苯为交联剂,采用本体聚合法制备了三元络合的锆离子印迹聚合物（Zr-IIPsⅠ、Zr-IIPsⅡ）,并运用FT-IR、XRD对Zr-IIPsⅠ和Zr-IIPsⅡ进行了分析表征。研究了pH、吸附时间对锆离子印迹聚合物吸附性能的影响,得到了锆离子印迹聚合物分离钛、锆、铪的最佳条件为pH=2.67,t=20min,Ci=1.0ppm,V=20mL,m=10mg。在最佳分离条件下,钛、锆、铪的分离结果分别为:Zr-IIPsⅠ:βTi/Zr =2.11,βHf/Zr =1.43;CPsⅠ:βTi/Zr = 1.58,βHf/Zr = 1.15;Zr-IIPsⅡ:βTi/Zr=1.05,βHf/Zr=1.03;CPsⅡ:βTi/Zr=1.01,βHf/Zr=0.96。此外,本文首次制备了柠檬酸锆酰和柠檬酸铪酰,通过元素分析确定其化学组成分别为:[（ZrO）3（C6H5O7）2]和[（HfO）3（C6H5O7）2],运用FT-IR、TG-DTG、XRD对其进行了分析表征,采用静态平衡法测定了30℃下柠檬酸锆酰和柠檬酸铪酰在水中的溶解度,分别为1.37×10-4 mol/L和2.32×10-4 mol/L。为了得到结晶度较好的柠檬酸锆酰和柠檬酸铪酰,分别采用水热法、尿素水解法、凝胶法等方法进行制备,晶型有所改善,但还不理想。在制备柠檬酸锆酰和柠檬酸铪酰的过程中,发现锆与柠檬酸会立即形成白色沉淀,而铪与柠檬酸形成沉淀的速度很慢,基于此可以利用柠檬酸沉淀法分离锆和铪。本文考察了锆或铪与柠檬酸摩尔比、沉淀时间、锆或铪初始浓度对沉淀率的影响,得到最佳分离锆和铪的条件为:M/H3cit（M=Zr or Hf）=1.7,t=30min,CM=0.01mol/L,pH（M）=1.3。在最佳分离条件下,锆和铪的分离系数达到了9.3。同时还研究了锆与柠檬酸形成沉淀的动力学。