1、冶 金 分 析 ,2009 ,29 (6) :73276Metallurgical Analysis ,2009 ,29 (6) :73276文 章 编 号 :1000 - 7571 (2009) 06 - 0073 - 04碘 化 钾 络 合 剂 乙 醇 析 相 萃 取 分 离 富 集 铂 ( )的 研 究马 万 山 1 ,司 学 芝 2 , 汪 玲 3 1(11 信 阳 师 范 学 院 化 学 化 工 学 院 ,河 南 信 阳 464000 ;21 河 南 工 业 大 学 化 学 化 工 学 院 ,河 南 郑 州 450052 )摘 要 :研 究 了 以 碘 化 钾 为 络 合 剂 乙 醇
2、 析 相 萃 取 分 离 和 富 集 铂 的 行 为 及 与 一 些 金 属 离 子 分 离的 条 件 。 实 验 结 果 表 明 , 硫 酸 铵 能 使 乙 醇 的 水 溶 液 分 成 两 相 ,在 分 相 过 程 中 ,Pt ( ) 与 碘 化 钾生 成 的 Pt I6 2 - 与 质 子 化 乙 醇 (C2 H5 O H2 + ) 形 成 的 缔 合 物 Pt I6 2 - C2 H5 O H2 + 2 能 被 乙 醇 相完 全 萃 取 。 当 溶 液 中 乙 醇 、 碘 化 钾 和 硫 酸 铵 的 浓 度 分 别 为 30 %(V / V ) ,410 10 - 3 mol/ L ,0
3、13g/ mL ,p H 值 为 310 时 , Pt ( ) 的 萃 取 率 达 到 9917 %以 上 , Al3 + , Pb2 + , Co2 + , Fe3 + , Ni2 + ,Ga3 + ,Mn2 + ,Mo ( ) ,Cr ( )和 Zn2 + 基 本 不 被 萃 取 , 实 现 了 Pt ( ) 与 上 述 金 属 离 子 的 分 离 。本 法 用 于 Ni2Pt/ Al2 O3 催 化 剂 中 Pt ( )的 分 离 和 测 定 ,平 均 回 收 率 为 10519 % ,相 对 标 准 偏 差( RSD)为 216 %( n = 7) 。关 键 词 :铂 ;乙 醇 ;碘
4、化 钾 ;萃 取 分 离中 图 分 类 号 :O652162 文 献 标 识 码 :A收 稿 日 期 :2008 - 11 - 08基 金 项 目 :河 南 省 教 育 厅 自 然 科 学 研 究 计 划 项 目 (2006150023)作 者 简 介 :马 万 山 (1951 - ) ,男 ,教 授 ,主 要 从 事 分 析 化 学 研 究 与 教 学 工 作通 讯 联 系 人 :汪 玲 , E2mail :lingwang123 1631com在 分 析 化 学 领 域 , 液 2液 萃 取 是 一 种 广 泛 使用 的 化 学 分 离 和 富 集 技 术 ,但 传 统 的 液 2液 萃
5、取 分离 和 富 集 金 属 离 子 的 方 法 主 要 是 采 用 与 水 互 不 相溶 的 有 机 溶 剂 作 为 萃 取 溶 剂 , 而 常 见 的 萃 取 溶 剂主 要 是 一 些 对 人 体 有 害 和 严 重 污 染 环 境 的 苯 、 甲苯 、 二 甲 苯 、 三 氯 甲 烷 等 ,所 以 传 统 的 液 2液 萃 取 方法 已 越 来 越 不 适 应 社 会 的 发 展 。 近 年 来 ,利 用 廉价 、 无 毒 、 易 溶 于 水 的 有 机 溶 剂 进 行 析 相 快 速 萃 取和 富 集 金 属 离 子 的 方 法 受 到 重 视 125 。 本 文 研 究发 现 ,在
6、一 定 酸 度 条 件 下 ,硫 酸 铵 能 使 乙 醇 的 水 溶液 分 成 两 相 ,在 分 相 过 程 中 ,Pt ( )与 碘 化 钾 生 成的 Pt I6 2 - 与 质 子 化 乙 醇 (C2 H5 O H2 + ) 形 成 的 缔 合物 Pt I6 2 - C2 H5 O H2 + 2 能 被 乙 醇 相 完 全 萃 取 ,能 使 Pt ( ) 从 Al3 + , Pb2 + , Co2 + , Fe3 + , Ni2 + ,Ga3 + ,Mn2 + ,Mo ( ) ,Cr ( )和 Zn2 + 等 离 子 的 混合 液 中 分 离 。 与 传 统 的 有 机 溶 剂 萃 取 分
7、 离 相 比 ,该 体 系 的 显 著 优 点 是 不 需 要 使 用 有 毒 的 有 机 萃 取溶 剂 ,试 剂 价 廉 ,操 作 简 便 ,不 污 染 环 境 ,分 离 和 富集 效 率 高 ,在 微 量 Pt ( ) 的 分 离 和 富 集 分 析 中 有很 好 的 实 用 价 值 。1 实 验 部 分111 主 要 仪 器 和 试 剂UV2754 型 分 光 光 度 计 (上 海 第 三 分 析 仪 器厂 ) ; p HS23C 精 密 p H 计 (上 海 雷 磁 仪 器 厂 ) 。碘 化 钾 溶 液 :011 mol/ L ;硫 酸 铵 :固 体 ;无 水乙 醇 ; Pt ( )
8、, Al3 + , Pb2 + , Co2 + , Fe3 + , Ni2 + ,Ga3 + , Mn2 + , Mo ( ) , Cr ( ) 和 Zn2 + 离 子 标 准溶 液 按 文 献 6 配 制 ;克 拉 克 2鲁 布 斯 缓 冲 溶 液 7 :p H 1 5。所 有 试 剂 均 为 分 析 纯 ,水 为 超 纯 水 。112 实 验 方 法于 25 mL 磨 口 比 色 管 中 ,加 入 一 定 量 金 属 离子 标 准 溶 液 、 碘 化 钾 溶 液 、 无 水 乙 醇 、 硫 酸 铵 固 体 ,用 缓 冲 溶 液 调 节 p H 并 定 容 至 10 mL 。 充 分 振荡
9、,放 置 至 溶 液 分 成 乙 醇 2水 两 相 ,分 离 后 分 别 测定 水 相 或 乙 醇 相 中 各 金 属 离 子 的 含 量 。Pt ( )的 测 定 :用 氯 化 亚 锡 为 显 色 剂 ,在 波 长 为403 nm处 ,以 水 为 参 比 ,用 分 光 光 度 法 测 定 Pt ( )8 ,计 算 Pt ( )的 萃 取 率 。 其 他 金 属 离 子 的 萃 取 率37MA Wan2shan ,SI Xue2zhi ,WANG Ling1Study on separation and enrichment of platinum( ) in ethanol2water sy
10、stem withpotassium iodide as complexing agent. Metallurgical Analysis ,2009 ,29(6) :73276按 文 献 8中 相 应 的 分 光 光 度 法 测 定 。2 结 果 与 讨 论2. 1 乙 醇 与 水 溶 液 分 相 条 件 的 选 择固 定 水 溶 液 中 乙 醇 浓 度 ,分 别 加 入 不 同 量 的(N H4 ) 2 SO4 ,NaCl ,NaNO3 和 Na2 CO3 作 分 相 实验 。 结 果 发 现 ,只 有 (N H4 ) 2 SO4 和 Na2 CO3 能 使乙 醇 与 水 分 相 ,这 表
11、 明 二 价 阴 离 子 具 有 较 强 的 盐析 作 用 及 分 相 能 力 。 乙 醇 的 浓 度 不 同 ,分 相 时 盐的 用 量 也 随 之 不 同 ,随 着 乙 醇 浓 度 的 增 加 ,乙 醇 与水 分 相 时 所 需 盐 的 用 量 就 相 应 减 少 ,这 可 能 是 当溶 液 中 水 对 盐 的 水 合 作 用 到 一 定 程 度 时 ,乙 醇 与水 才 能 分 相 。 Na2 CO3 的 分 相 能 力 大 于(N H4 ) 2 SO4 ,这 与 CO3 2 - 的 水 合 作 用 大 于 SO4 2 -的 情 况 相 一 致 。 考 虑 到 较 多 金 属 离 子 在
12、Na2 CO3的 溶 液 中 会 生 成 沉 淀 ,试 验 中 选 择 (N H4 ) 2 SO4 作为 盐 析 剂 。控 制 溶 液 总 体 积 为 10 mL , 其 中 乙 醇 浓 度 为30 %(V / V ) , (N H4 ) 2 SO4 浓 度 为 0120 g/ mL 时 ,析 出 乙 醇 相 体 积 为 3198 mL ,表 明 部 分 水 进 入 了乙 醇 相 ,当 ( N H4 ) 2 SO4 浓 度 增 加 至 0130 g/ mL时 , 乙 醇 相 体 积 为 3101 mL , 这 表 明 随 着(N H4 ) 2 SO4 浓 度 的 增 加 ,乙 醇 与 水 分
13、离 趋 于 完全 。 这 与 分 离 实 验 中 控 制 ( N H4 ) 2 SO4 浓 度 为0130 g/ mL 时 ,Pt ( )可 完 全 萃 取 的 结 果 相 一 致 。212 碘 化 钾 浓 度 对 Pt( )萃 取 率 的 影 响固 定 乙 醇 和 (N H4 ) 2 SO4 的 浓 度 分 别 为 30 %(V/ V)和 0130 g/ mL ,试 验 碘 化 钾 浓 度 对 Pt ( ) 萃取 率 的 影 响 。 结 果 表 明 ,无 碘 化 钾 存 在 时 , Pt ( )的 萃 取 率 为 0 ;随 着 碘 化 钾 浓 度 的 增 加 ,Pt ( )的 萃取 率 随
14、之 增 加 ;当 碘 化 钾 浓 度 达 到 315 10 - 3 mol/L 时 , Pt ( )的 萃 取 率 达 到 9917 %以 上 ;继 续 增 加碘 化 钾 浓 度 Pt ( ) 的 萃 取 率 保 持 不 变 。 在 下 述 试验 中 固 定 碘 化 钾 浓 度 为 410 10 - 3 mol/ L。试 验 结 果 还 表 明 ,乙 醇 相 不 能 萃 取 简 单 金 属离 子 , 而 只 能 萃 取 Pt I6 2 - 与 质 子 化 乙 醇( C2 H5 O H2 + ) 形 成 的 缔 合 物 Pt I6 2 - C2 H5 O H2 + 2 ,其 萃 取 机 理 可
15、能 为 :(1) Pt ( ) + 6I- = Pt I6 2 -(2) C2 H5 O H + H + = C2 H5 O H2 +( 3 ) Pt I6 2 - + 2C2 H5 O H2 + = Pt I6 2 - C2 H5 O H +2 2 Pt I6 2 - C2 H5 O H2 + 2 很 容 易 进 入 乙 醇 相 。213 酸 度 对 不 同 金 属 离 子 萃 取 率 的 影 响在 上 述 选 定 的 条 件 下 ,分 别 试 验 了 酸 度 对 不 同金 属 离 子 萃 取 率 的 影 响 。 结 果 表 明 , 乙 醇 2碘 化 钾 2硫 酸 铵 体 系 在 p H 1
16、10 410 酸 度 范 围 内 ,能 使 Pt( ) 的 萃 取 率 达 到 9917 %以 上 ,而 Al3 + , Pb2 + ,Co2 + , Fe3 + , Ni2 + , Ga3 + , Mn2 + , Mo ( ) , Cr ( )和 Zn2 + 在 此 酸 度 范 围 内 基 本 不 被 萃 取 。214 试 样 分 离在 优 化 条 件 下 ,分 别 试 验 了 合 成 试 样 二 元 及多 元 体 系 中 Pt ( ) 与 Al3 + , Pb2 + , Co2 + , Fe3 + ,Ni2 + , Ga3 + , Mn2 + , Mo ( ) , Cr ( ) 和 Zn2
17、 + 离子 的 分 离 情 况 ,结 果 见 表 1、 表 2。 从 分 离 测 定 数据 看 出 , Pt ( )的 萃 取 率 都 在 9917 %以 上 ,而 其他 金 属 离 子 的 萃 取 率 多 数 都 在 1 %以 下 ,其 中 只有 Fe3 + 的 萃 取 率 最 高 达 到 311 %。 由 此 可 以 看出 ,本 体 系 能 使 Pt ( ) 与 Al3 + , Pb2 + , Co2 + ,Fe3 + , Ni2 + , Ga3 + , Mn2 + , Mo ( ) , Cr ( ) 和Zn2 + 离 子 得 到 很 好 的 分 离 。 必 须 指 出 , Pb2 + 是
18、 以PbSO4 的 形 式 沉 淀 在 水 相 底 部 而 不 被 乙 醇 相 萃取 。3 Ni2Pt/ Al2 O3 催 化 剂 中 Pt( ) 的分 离 和 测 定准 确 称 取 21000 g Ni2Pt/ Al2 O3 催 化 剂 (催 化剂 中 铂 的 含 量 推 荐 值 为 01102 %) ,用 王 水 溶 解 ,蒸 至 近 干 ,用 011 mol/ L 盐 酸 转 入 10 mL 容 量 瓶中 , 定 容 ,取 110 mL 按 实 验 方 法 分 离 和 测 定 铂 ,7次 分 离 和 测 定 铂 含 量 的 平 均 值 为 01108 % ,平 均回 收 率 为 1051
19、9 % , 相 对 标 准 偏 差 ( RSD ) 为216 %。4 结 论建 立 了 从 Al3 + , Pb2 + , Co2 + , Fe3 + , Ni2 + ,Ga3 + , Mn2 + , Mo ( ) , Cr ( ) 和 Zn2 + 离 子 混 合液 中 分 离 和 富 集 Pt ( ) 的 新 体 系 ,该 体 系 不 仅 对Pt ( )的 萃 取 率 高 ,而 且 与 Pt ( ) 分 离 的 金 属 离子 多 。 所 用 试 剂 价 廉 、 无 毒 ,不 污 染 环 境 ,操 作 简单 ,是 一 种 很 好 的 分 离 和 富 集 Pt ( ) 的 新 方 法 ,在 分
20、析 化 学 领 域 将 有 很 好 的 应 用 前 景 。47马 万 山 ,司 学 芝 ,汪 玲 1 碘 化 钾 络 合 剂 乙 醇 析 相 萃 取 分 离 富 集 铂 ( )的 研 究 . 冶 金 分 析 ,2009 ,29 (6) :73276表 1 二 元 混 合 体 系 中 金 属 离 子 的 分 离 和 测 定 结 果 ( pH 310)Table 1 Results for the separation and determination of metal ion in binary mixture systems二 元 混 合 离 子 溶 液Binary mixed ionsol
21、ution金 属 离 子 浓 度 ( g/ mL)Concentrations ofmetal ionsPt Me萃 取 后 水 相 中 离 子 浓 度( g/ mL) Concentrationsof ions in water phaseafter extractionPt Me萃 取 率 ( %)Extraction yieldPt MePt ( ) - Al3 + 10 50 0 4919 100 01210 100 0101 9919 9919 011Pt ( ) 2 Pb2 + 10 50 0 50 3 100 010 100 0 100 3 100 0Pt ( ) 2 Co2 +
22、 10 50 0102 4914 9918 11210 100 0103 9816 9917 114Pt ( )2 Fe3 + 10 50 0 4815 100 31010 100 0101 9712 9919 218Pt ( ) 2 Ni2 + 10 50 0101 4918 9919 01410 100 - 0102 10012 10012 - 012Pt ( ) 2 Ga3 + 10 50 0 4913 100 11410 100 0103 9811 9917 119Pt ( ) 2 Mn2 + 10 50 0 4916 100 01810 100 0 9915 100 015Pt (
23、) 2 Mo ( ) 10 50 0101 50 9919 010 100 010 9917 100 013Pt ( ) 2 Cr ( ) 10 50 0 50 100 010 100 0 9919 100 011Pt ( ) 2 Zn2 + 10 50 0102 5012 9918 - 01410 100 0 9918 100 012注 : Me 表 示 除 Pt ( ) 以 外 的 其 它 金 属 离 子 , 3 表 示 沉 淀 。 (Note : Me represent the other metal ions except Pt( ) , 3 represent the precip
24、itate1)表 2 多 元 混 合 体 系 中 金 属 离 子 的 分 离 和 测 定 结 果Table 2 Results for the separation and determination of metal ions in multiple systems( pH 310)Pt ( )与 金 属 离 子 混 合 溶 液 Mixed solutionof Pt ( ) with coexisting metal ions离 子 浓 度 ( g/ mL)Concentrations of ions萃 取 率 ( %)Extraction yieldPt ( ) 20 9919Al 3
25、+ 50 013Pb2 + 50 0Co2 + 50 114Fe3 + 50 311Ni2 + 50 012Ga3 + 50 116Mn2 + 50 017Mo ( ) 50 014Cr ( ) 50 011Zn2 + 50 01357MA Wan2shan ,SI Xue2zhi ,WANG Ling1Study on separation and enrichment of platinum( ) in ethanol2water system withpotassium iodide as complexing agent. Metallurgical Analysis ,2009 ,2
26、9(6) :73276参 考 文 献 :1 Chung N H , Masaaki T. Selective extraction of gold( ) in the presence of Pd ( ) and Pt ( ) by sal2ting2out of the mixture of 22propanol and water J .Talanta ,2002 ,58 : 9272933.2 李 全 民 ,张 志 洁 ,耿 新 华 ,等 . 氯 化 钠 2碘 化 钾 2丙 醇 体系 萃 取 分 离 汞 J . 应 用 化 学 (Chinese Journal of Ap2plied C
27、hemistry) ,2001 ,18 (3) :2412243.3 李 全 民 ,耿 新 华 ,刘 奇 ,等 . 硫 酸 铵 存 在 下 碘 化 钾 2抗 坏血 酸 2乙 醇 体 系 萃 取 浮 选 铜 ( ) J . 分 析 化 学 (Chi2nese Journal of Analytical Chemistry) ,2001 ,28 (1) :64267. 4 李 全 民 , 雷 军 , 耿 新 华 ,等 . 氯 化 钠 2丙 醇 体 系 溶 剂 浮 选铋 ( ) J . 冶 金 分 析 ( Metallurgical Analysis) ,2000 , 20 (6) :10212.5
28、 高 云 涛 , 吴 立 生 , 王 伟 . 丙 醇 2硫 酸 铵 2水 液 2液 体 系 萃取 分 离 铂 、 钯 、 铑 和 金 J . 分 析 化 学 (Chinese Journalof Analytical Chemistry) ,2001 ,29 (8) :9012903.6 杭 州 大 学 化 学 系 分 析 化 学 教 研 室 . 分 析 化 学 手 册 :第二 分 册 M .北 京 :化 学 工 业 出 版 社 , 1982 :729.7 常 文 保 ,李 克 安 . 简 明 分 析 化 学 手 册 M . 北 京 :北 京大 学 出 版 社 , 1981 :262.8 马
29、钦 科 Z. 元 素 的 分 光 光 度 测 定 M . 郑 用 熙 ,任 奇钰 ,冯 克 聪 ,等 译 . 北 京 :地 质 出 版 社 ,1983 :3672368.Study on separation and enrichment of platinum( ) in ethanol2watersystem with potassium iodide as complexing agentMA Wan2shan1 , SI Xue2zhi2 , WAN G Ling 3 1(1. College of Chemistry and Chemical Engineering , Xinyan
30、g Normal University , Xinyang 464000 ,China ;2. College of Chemistry and Chemical Engineering , Henan University of Technology , Zhengzhou 450052 , China)Abstract : The behavior and conditions of separation and enrichment of Pt ( ) in ethanol2water systemwith potassium iodide as complexing agent wer
31、e st udied. The result s showed t hat t he et hanol2watersolution could be well resolved into two p hases by ammonium sulp hate. The complex Pt I6 2 - C2 H5 O H2 + 2 formed by C2 H5 O H2 + and Pt I6 22 (combined f rom Pt ( ) and potassium iodide) couldbe completely extracted during t his process. Pt
32、 ( ) could be quantiatively separated f rom Al3 + ,Pb2 + , Co2 + , Fe3 + , Ni2 + , Ga3 + , Mn2 + , Mo ( ) ,Cr ( ) ,and Zn2 + by extraction , and t he extractionrate of Pt ( ) was higher t han 9917 % when t he concentrations of et hanol , potassium iodide and am2monium sulp hate in solution (p H 310
33、) were 30 % (V / V ) ,410 10 - 3 mol/ L and 013 g/ mL , respec2tively1 The met hod has been applied to t he determination and separation of platinum in Ni2Pt/ Al2 O3catalyst wit h t he average recovery of 10519 % , and t he relative standard deviation ( RSD) of 216 %( n= 7)1Key words :platinum ( ) ; ethanol ; potassium iodide ; extraction separation67
