基于大分子金属配合物合成的低浓度有色金属富集、分离过程研究

以线型苯乙烯（St）-马来酸酐（MA）共聚体（SMA）的水解、醇解、胺解开环产物或小分子刚性二元羧酸为配体，与各种有色金属离子如Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Pd（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）以及Cd（Ⅱ）、Pb(Ⅱ) 、Hg（Ⅱ）、Ln(Ⅲ)、Th(Ⅳ)、U(Ⅵ)等配位，合成具有多维网络结构，不溶于水和有机溶剂的大分子金属配合物（MMC）。研究这些化合物的生成条件和构筑特点，利用MMC稳定性高、耐溶剂性强、但在强酸条件下易分解的特点，将其应用在有色金属的富集分离方面。通过测定MMC形成过程的热力学参数，吸附方程和各种金属之间的分离因数，研究所选配体对有色金属离子的分离和富集过程。探讨pH值、时间、温度、配体用量、共存离子等因素对金属、配体回收率和分离效果的影响，并将其应用到低浓度有价金属Co、Ni、Pd、Cu等和稀土金属、放射性金属Th、U等的富集、分离，以及工业废水中有毒重金属Cd、Pb、Hg等的除去。

《基于大分子配合物合成的低浓度有色金属富集、分离过程研究》，针对含大量轻金属离子的复杂体系，利用线型苯乙烯（St）-马来酸酐（MA）共聚体（PSMA）的水解、醇解、胺解开环产物或小分子刚性二元羧酸为配体形成大分子金属配合物（MMC）的反应进行有色金属离子的富集、分离过程研究。这些配体能在短时间内与金属离子结合，形成大颗粒、易于过滤的沉淀，使有色金属与伴生轻金属具有较高的分离因数。研究结果表明，该分离过程属于均相化学反应，配体在实施过程中能循环使用，避免了大量化学物质的使用及危险废弃物排放，符合绿色分离化学的要求。项目研究为含低浓度有色重金属离子和放射性金属离子的工业废水处理提供新思路，在有色冶金企业的金属富集、分离和纯化，和我国环境治理和合理开发、综合利用矿产资源方面具有显著意义。.本项目以聚苯乙烯马来酸酐共聚物（PSMA）为基体，将其醇解、水解及胺解后，合成了三大类十几种大分子配体。其中，醇解产物（甲醇、乙醇、苯酚、对甲酚、氨基苯酚、氨基萘酚及对溴苯酚与马来酸酐开环）可用于Ln元素的吸附分离并用来制备发光材料；水解开环产物（NaOH，KOH等使马来酸酐开环）实现了Pb与Zn的快速分离，以及从包头稀土精矿硫酸焙烧液中进行了放射性元素Th吸附回收。利用PSMA的正辛胺胺解开环产物进行了稀土元素Eu/Tb的富集，并有望应用于农业转光薄膜材料；环己胺等胺解产物对放射性元素U具有好的吸附性质。本项目还研究了以小分子刚性二元羧酸（反丁烯二酸，对苯二甲酸）为配体，与有价低浓度金属Co、Ni、Cu离子配位，合成了多维网状结构且不溶于水和有机溶剂的MMC。所有这些耐溶剂性MMC在强酸条件下均易分解，从而将吸附后的金属富集，并使配体回收。本项目中不同pH值、时间、温度、配体用量及共存离子等对热力学参数、吸附方程和各种金属间的分离因数的影响也做了相应的研究。.本项目研究中建立了一种富集、分离低浓度有色金属的新方法；已授权及申请发明专利3项；在国内外化学和工程类SCI期刊上发表期刊论文11篇；参加国际会议1次并提交墙报论文2篇（按统一格式制作，未标注），国内会议4次并发表已标注会议论文6篇，做邀请报告3次；完成学位论文4篇；已标注基金资助的研究成果总计共24篇。另外，培养博士研究生1名（硕博连读，项目负责人为硕士导师），在读博士生3名；培养硕士研究生3名，在读硕士生7名。