铷、铯特效萃淋树脂的制备和吸萃机理研究

Levextrel resins which have high selectivity as extractant and easy operation as adsorbent (ion-exchanger) would be expected to combine the advantages of the aforementioned methods and to improve selective removal of rubidium and cesium ions from an aqueous phase. This work focused on the preparation of Levextrel resins by suspension polymerization method and grafting the extractant on the resin by reactions. The Levextrel resins which have good shape and adsorption properties will be achieved by optimization of experimental conditions for preparation. The adsorption mechanism for the extraction of rubidium and cesium ions with Levextrel resin will be studied through the results of the instrumental analysis and experiments, as well as the extraction mechanism of extractant. Finally, separating process of rubidium and cesium ions will be studied with the Levextrel resins screened out from the static experiments. It will promote the update and development of new Levextrel resins and separation process. The research of this project is of importance for the study of separation materials and methods for rubidium and cesium ions from the brines.

萃淋树脂兼具萃取剂的高选择性和吸附（离子交换）剂的易操作性等优点，是一种特效分离材料。本项目针对盐湖卤水和油田水中高价值的铷、铯资源，研究制备特效的萃淋树脂，以期能为铷、铯资源的开发提供借鉴和支持。项目拟采用悬浮聚合和通过化学反应嫁接两种方式，将萃取剂“固化”到树脂骨架中，通过改善、优化实验条件，制备形貌和性能均符合实用要求的萃淋树脂，同时结合仪器分析、分离实验结果以及萃取剂在液-液萃取中的机理进行萃淋树脂对铷、铯的吸萃机理研究，并利用静态分离实验优选树脂进行卤水中铷、铯的分离工艺研究。项目的开展对于拓展萃淋树脂的应用领域，发展盐湖卤水新型分离材料具有重要意义。

本项目针对盐湖卤水和油田卤水中高价值的铷、铯资源，制备了多种含有对铷、铯具有特效萃取剂的萃淋树脂吸附剂和复合吸附剂，并对所得吸附剂进行了表征、吸附性能和循环使用性能研究，考察了吸附剂在模拟卤水和实际卤水中对铷、铯的分离效果，具体研究包括：(1) 利用浸渍法制备了t-BAMBP-AB-8萃淋树脂和t-BAMBP-CA吸附剂，并对两种进行了吸附性能研究，其中，t-BAMBP-AB-8萃淋树脂通过静态吸附和动态吸附结果表明，该萃淋树脂对铷、铯，特别是铯具有很好的吸附效果，可以应用于模拟卤水和实际卤水中铷、铯的分离，循环使用性能好；而t-BAMBP-CA吸附剂对铷、铯的吸附效果不理想；(2) 通过化学接枝，将t-BAMBP，DB18C6和DB21C7三种常用萃取剂接枝于D564树脂上，研究了接枝型萃淋树脂的吸附性能，其中DB18C6-D564萃淋树脂对溶液中Sr2+具有较好的吸附效果，对铷、铯吸附效果不佳；t-BAMBP-D564和DB21C7-D564吸附剂对溶液中铷、铯均有吸附，DB21C7-D564对Cs+的选择性较好，但是吸附性能不够理想；(3) 合成了磷钨酸铵-海藻酸钙复合多孔吸附剂，研究了其对模拟卤水和实际卤水中铷、铯的动态分离效果，发现该吸附剂对铯具有很好的吸附量和选择性，但是在实际卤水中应用时，循环使用性能不佳；(4) 采用悬浮聚合法制备了多种萃淋树脂吸附剂，部分吸附剂形貌较好，但是吸附量较差；(5) 分析了负载有不同萃取剂的萃淋树脂对铷铯的吸萃机理，为以后的拓展研究提供了理论基础。