本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)是四氯鎘酸根陰離子與四氯鋅酸根陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)-稀土金屬聚合物及合成方法，就是在四氯鎘酸根陰離子與四氯鋅酸根陰離子存在下，六元瓜環(huán)（Cucurbit[6]uril，Q[6]）與稀土金屬鹽（Ln(NO3)3或LnCl3）在6M鹽酸溶液中形成六元瓜環(huán)-稀土金屬線性超分子聚合物。按照六元瓜環(huán)，稀土金屬鹽和氯化鋅的配料摩爾比1∶6∶8，在6摩爾鹽酸中加熱混合均勻，在常溫下靜止數(shù)天，即可形成目標(biāo)化合物。合成方法具有合成方法簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率高(50～70%之間)、周期短等優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)一種利用合成六元瓜環(huán)-稀土金屬線性聚合物及其分離輕重稀土的方法屬于金屬-有機(jī)超分子聚合物及其合成方法領(lǐng)域。具體的說(shuō)就是合成四氯鎘酸根([CdCI4D或鋅酸根([ZnCi4D陰離子誘導(dǎo)六元瓜環(huán)與稀土金屬形成管狀聚合物，并利用其溶解性不同分離輕重稀土的方法。
技術(shù)介紹
稀土元素在通訊信息、石油催化、彩色顯示、儲(chǔ)氫材料以及超導(dǎo)材料等方面扮演著無(wú)可替代的角色，有工業(yè)“維生素”之稱(chēng)。美國(guó)國(guó)防部和日本防衛(wèi)廳把稀土 17種元素中的16種當(dāng)作戰(zhàn)略元素，在所謂35種戰(zhàn)略元素中，稀土占到了近一半。鄧小平同志指出“中東有石油，中國(guó)有稀土，中國(guó)的稀土資源占世界已知儲(chǔ)量的80%，其地位可與中東的石油相比，具有極其重要的戰(zhàn)略意義，一定要把稀土的事情辦好，把我國(guó)的稀土優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)”。利用串級(jí)萃取技術(shù)，徐光憲先生在國(guó)際上首次提出適用于稀土萃取分離的串級(jí)萃取理論，建立了完整的稀土分離優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)參數(shù)到實(shí)際生產(chǎn)的“一步放 大”。上述成果已廣泛應(yīng)用于我國(guó)稀土工業(yè)，為我國(guó)稀土分離技術(shù)水平和生產(chǎn)能力躍居國(guó)際領(lǐng)先地位作出了重要的貢獻(xiàn)。現(xiàn)在稀土生產(chǎn)中采用的分離方法主要是利用稀土化合物溶解度上的差別來(lái)進(jìn)行分離和提純的。瓜環(huán)(Cucurbit urils, Q)是一類(lèi)由η個(gè)苷脲單元和2η個(gè)亞甲基橋連起來(lái)的大環(huán)籠狀化合物。由于瓜環(huán)兩個(gè)端口“鑲嵌”著一圈羰基氧原子，具有與金屬離子配位形成配合物的能力，近年來(lái)被用作有機(jī)配體，在金屬-有機(jī)超分子聚合物構(gòu)筑的研究領(lǐng)域里受到越來(lái)越多的關(guān)注。本研究組曾發(fā)現(xiàn)采用氯化鎘(CdCl2)作為誘導(dǎo)試劑，利用其在鹽酸介質(zhì)中形成的四氯鎘酸根陰離子的“蜂巢效應(yīng)”，誘導(dǎo)七元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位，合成了一系列七元瓜環(huán)-稀土金屬管狀超分子聚合物，并為此申請(qǐng)了《氯化鎘誘導(dǎo)的七元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物及合成方法(申請(qǐng)?zhí)?01110388587. 4》。鋅作為鎘的同族元素，也表現(xiàn)出類(lèi)似的“蜂巢效應(yīng)”，在鹽酸介質(zhì)中形成的四氯鋅酸根陰離子也能誘導(dǎo)七元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位，合成了一系列七元瓜環(huán)-稀土金屬管狀超分子聚合物，我們?yōu)榇艘采暾?qǐng)了《七元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物及制備和應(yīng)用(申請(qǐng)?zhí)?201110388587. 4》。通常，稀土金屬離子與瓜環(huán)在中性、酸性水溶液不能構(gòu)筑形成超分子聚合物。但當(dāng)將氯化鎘或鋅引入稀土金屬離子與瓜環(huán)共存的酸性溶液(HCl)中，由于形成了四氯鎘或鋅酸根陰離子，其能起“蜂窩效應(yīng)”，使稀土金屬離子與瓜環(huán)能迅速直接配位形成管狀結(jié)構(gòu)超分子聚合物。本專(zhuān)利申請(qǐng)中就是利用四氯鎘或鋅酸根陰離子的“蜂巢效應(yīng)”，使六元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位，合成了一系列六元瓜環(huán)-稀土金屬管狀超分子聚合物。利用含輕稀土與重稀土聚合物的溶解性明顯的差異，可用于輕重稀土金屬離子的分離。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于利用四氯鎘或鋅酸根陰離子的“蜂巢效應(yīng)”，使六元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位，合成了一系列六元瓜環(huán)-稀土金屬線性超分子聚合物。利用含輕稀土與重稀土聚合物的溶解性明顯的差異，可用于輕重稀土金屬離子的分離。本專(zhuān)利技術(shù)四氯鎘或鋅酸根陰離子的“蜂巢效應(yīng)”，使六元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位形成六元瓜環(huán)-稀土金屬線性超分子聚合物的合成方法，是在氯化鎘(CdCl2)或氯化鋅(ZnCl2)存在下,六元瓜環(huán)(Cucurbit uril, Q)與稀土金屬鹽在鹽酸溶液中在一定條件下合成的六元瓜環(huán)與稀土金屬線性超分子聚合物。上述所指的稀土金屬鹽為系列稀土金屬的硝酸鹽或稀土金屬鹽酸鹽。上述所指的誘導(dǎo)劑為四氯鎘酸根或四氯鋅酸根陰離子。六元瓜環(huán)(Q)的化學(xué)式為C36H46N24O12，結(jié)構(gòu)式如下{ini)權(quán)利要求1.一類(lèi)四氯鎘酸根(CdCl42O或四氯鋅酸根(ZnCl42O陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物，其特征是四氯鎘酸根(CdCl42O或四氯鋅酸根(ZnCl42O陰離子為誘導(dǎo)劑，六元瓜環(huán)(Cucurbit uril, Q)與稀土金屬鹽在鹽酸溶液中合成的六元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物，所指的六元瓜環(huán)與系列稀土金屬形成超分子聚合物化學(xué)組成通式為 {)m] · a)m] · a[ZnClJ4 · bCl c · H2Oj Ln代表稀土金屬離子，n為稀土金屬離子數(shù)量(1〈 η〈2) ;y為稀土金屬離子配位水分子數(shù)量(4〈 y <5);m為六元瓜環(huán)的數(shù)量(m = I);a為四氯個(gè)鎘或鋅酸根陰離子數(shù)量(1〈 a〈2) ;b為氯離子數(shù)量(1〈 b〈2) ;c為結(jié)晶水分子數(shù)量(19〈 c〈47)，鹽酸溶液為6摩爾。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一類(lèi)四氯鎘酸根(CdCl42O或四氯鋅酸根(ZnCl42O陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物，其特征是已合成的一類(lèi)四氯鎘酸根(CdCl42-)或四氯鋅酸根(ZnCl42O陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物為 (0){Y (H2O)4Q } Cl 24 (H2O)(6){Sm (H2O)4Q } Cl 25H20(7){Eu (H2O)4Q } Cl 26H20(8){Gd (H2O)4Q } C129H20(9){Tb (H2O)4Q } C124H20(10){Dy (H2O)4Q } Cl 26H20(11){Ho (H2O)4Q } Cl 47H20(12){Er (H2O)4Q } Cl 24H20(13){Tm (H2O)4Q } Cl 27H20(14){Yb (H2O)4Q } Cl 34H20(15){Eu (H2O)4Q } C147H20(6，)(Sm2(H2O)10Q } 2 2C1 30H20(7，)(Eu2(H2O)ltlQ} 2 2C121H20(8，)(Gd2(H2O)10Q } 2 2C119H20(9，)ITb2 (H2O)ltlQ} 2 2C1 34H20(11，){Ho (H2O)4Q } Cl 28H20(12，){Er (H2O)4Q } Cl 24H20(13，){Tm (H2O)4Q } Cl 25H20(14，){Yb (H2O)5Q } Cl 24H20(15，){Lu (H2O)4Q } Cl 28H20。3.如權(quán)利要求1-2之一所述的四氯鎘酸根或四氯鋅酸根陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物的合成方法，其特征是合成方法按下列步驟進(jìn)行 (1)將Q用6摩爾鹽酸溶液完全溶解得到溶液A ； (2)將Ln(NO3)3或LnCl3或Ln2O3和氯化鎘(CdCl2)或氯化鋅(ZnCl2)分別按摩爾比6 8: 2飛稱(chēng)量，混合于同一容器中，用6摩爾鹽酸溶液將兩種物質(zhì)完全溶解得到溶液B;(3)將溶液A與B按Q =Ln(NO3)3或LnCl3或Ln2O3 :氯化鎘(CdCl2)或氯化鋅(ZnCl2)等于I: 6 8: 2 6的摩爾比混合； (4)靜置可析出晶體，對(duì)于輕稀土 La、Ce、Pr、Nd，立即出現(xiàn)粉末狀晶體；而對(duì)于Sm以后的稀土，則需2 7天不等的時(shí)間，才能析出單晶晶體。4.如權(quán)利要求3所述的四氯鎘酸根或四氯鋅酸根陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)-稀土金屬超分子聚合物的合成方法，其特征是Q、Ln(N本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一類(lèi)四氯鎘酸根（CdCl42？）或四氯鋅酸根（ZnCl42？）陰離子誘導(dǎo)的六元瓜環(huán)？稀土金屬線性管狀超分子聚合物，其特征是四氯鎘酸根（CdCl42？）或四氯鋅酸根（ZnCl42？）陰離子為誘導(dǎo)劑，六元瓜環(huán)（Cucurbit[6]uril，Q[6]）與稀土金屬鹽在鹽酸溶液中合成的六元瓜環(huán)？稀土金屬線性管狀超分子聚合物，所指的六元瓜環(huán)與系列稀土金屬形成超分子聚合物化學(xué)組成通式為：{[Lnn(H2O)y(Q[6])m]·a[CdCl]4·bCl？c·H2O}；{[Lnn(H2O)y(Q[6])m]·a[ZnCl]4·bCl？c·H2O}Ln代表稀土金屬離子，n為稀土金屬離子數(shù)量（1<？n？<2）；y為稀土金屬離子配位水分子數(shù)量（4<？y？<5）；m為六元瓜環(huán)的數(shù)量（m？＝？1）；a為四氯個(gè)鎘或鋅酸根陰離子數(shù)量（1<？a？<2）；b為氯離子數(shù)量（1<？b？<2）；c為結(jié)晶水分子數(shù)量（19<？c？<47），鹽酸溶液為6摩爾。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁利利，陳凱，陶朱，薛賽鳳，祝黔江，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：貴州大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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