基于微乳技术选择性萃取分离钼铼及纳米制造

Liquid-liquid solvent extraction separation process usually are accompanied with the formation, changing and demulsification of organic microemulsion phase. Based on the available extraction separation system of molybdenum and rhenium, this project studies preparation of rare scatter functional nanomaterials by microemulsion forming in the process of extraction separation with industrial amine extractants(such as N235,N1923), and the loading organic phase can be used to prepare nanomaterials, such as ReS2 and MoS2, by depositing or redox stripping method, which not only achieves the separation of Mo and Re but also prepares the functional nanomaterials of Mo and Re. We explore the mechanism of the extraction-= separation of Re and Mo in the microemulsion system, and study the structure and properties of microemulsion, interfacial control, reaction kinetics, the forming law and mechanism of this kind of nanomaterials. This project aims to expand extraction chemical field, which compromises microemulsion technology and nanoparticle preparation technology, complements each other's advantages, and establishes low cost reaction system suitable for industrialization manufacture. Moreover, there would be a far-reaching significance of realizing incorporation from the mineral resources to preparation of functional materials.

液－液溶剂萃取分离过程通常都伴随着有机相微乳体系的形成、变化、甚至完全破乳的过程。本课题是在现有钼、铼萃取分离体系的基础上，采用工业胺类萃取剂（如N235、N1923）萃取分离钼、铼过程中形成的微乳体系来制备稀散纳米功能材料，同时负载有机相可采用沉淀或氧化还原反萃方法制备硫化铼、硫化钼等纳米材料，达到钼铼分离与其功能材料制备的双重效果。进一步探索了微乳体系萃取分离钼、铼的反应机理，并深入研究微乳液的结构和性质、界面调控、反应动力学等问题，探究该功能材料形成的规律和机理。本课题旨在拓展萃取化学的研究领域，将微乳液技术同纳米微粒的制备技术相互交叉和融合，实现优势互补，建立适应工业化生产的低成本的反应体系，为从矿产资源分离富集到目标材料制备的一体化打下基础。

我国辽西地区含有丰富的钼(Mo)、铼(Re)矿产资源，但由于钼铼性质极为相似，生产工艺存在着损失率高，分离效果不够理想等缺点，导致了不必要的资源浪费和环境压力。本项目以钼铼的有效分离为着眼点，利用微乳相萃取体系，研究了微乳相的形成条件、影响微乳相萃取的主要因素，萃取过程的反应机制，从而通过调控微乳相结构，实现强化萃取分离钼铼的目的，并从负载钼铼的微乳体系中直接制备钼铼纳米功能材料，达到钼铼分离与其功能材料制备的双重效果。本项目对于从矿产资源中分离富集并充分利用钼铼，实现其工程应用具有重要的指导意义和科学意义。. 本项目分别选用胺类萃取剂（N1923，N2125，N235，DTAC，N503，N263）和磷类萃取剂（TBP，Cyanex925），确定了以OP-10为表面活性剂，以异戊醇为助表面活性剂，以正庚烷为油相，以NaCl或NH4Cl为内水相的新型W/O型微乳体系。利用电导法确定了各微乳体系的组成和最大增溶水量，探讨了微乳相中各组分浓度对萃取率的影响，用斜率法确定萃合物的结构式，并通过红外和核磁等表征手段进一步证实微乳体系的萃取机理，用动态光散射法观察萃取前后微乳液滴粒径的变化。通过对模拟料液和实际料液的测定，发现微乳萃取相比传统的萃取体系对钼铼的分离效果更好，在一定的实验条件下，铼的萃取率最大能达到93%左右，而对钼几乎不萃取。并在N2125/TBP/异戊醇/正庚烷/NaCl和N235(N1923、N503、DTAC)/OP-10/异戊醇/正庚烷/NaCl等微乳体系中分别制备了不同形貌的MoS2 和ReS2 纳米材料，探讨了反应时间、反应物浓度、表面活性剂浓度、酸度、萃取剂种类等因素对纳米材料形貌的影响。通过比较一般水热合成的二硫化钼为原料制备的TiO2/MoS2@沸石复合材料和微乳体系制备的二硫化钼为原料制备的TiO2/MoS2@沸石复合材料的光催化作用，结果表明微乳体系的TiO2/MoS2@沸石复合材料具有更好的催化活性。