铑-铱分离一向被认为是最困难的,当前相关方案中,实际铑并未与萃取剂或吸附剂反应,而是与非贵金属离子一同留在溶液中。 用光谱半定量方法研究了AP树脂对铑、铱的吸附行为,结果是铑不被吸附而铱能被吸 附。这边通过改变铑的离子状态,使之能被AP树脂吸附完全,而与留在溶液中的非 贵金属分离,然后在柱上用不同淋洗液再使铑-铱分离。
1、主要试剂与仪器
AP树脂是含α-胺基吡啶功能团的螯合树脂,处理及装柱,柱高3.5- 4厘米,玻璃柱为直径1*10厘米。
铑标准溶液:取一定量三氯化铑(进口BGH)用6摩尔/升盐酸溶解,配制1毫克/毫升的贮备液,此溶液主要是R盐酸,至少4个月未见水解,再配成l00微克/毫升的0.5 摩尔/升盐酸工作液,立即使用。
铱、钯、铂标准溶液:分别称取一定量光谱纯的氯铱酸铵、氯化钯、氯铂酸铵, 用直接法配成l毫克/毫升的l摩尔/升盐酸贮备液和100微克/毫升的l摩尔/升盐酸工作液。日本岛津UV-240紫外-可见分光光度计。 Atom Sean2000型ICP光谱仪。
2、实验方法
分别用碘化亚锡法及溴化亚锡:法测定铑、铱。研究铑-铱分离和铑、铱、铂、钯同时测 定则用ICP-AES。
2.1淋洗曲线的绘制 用20毫升待用淋洗液平衡色层柱后,将一定量待分离物质上 柱,以选用的淋洗液洗脱,每5毫升收集一份,洗脱铑、铱的流速分别为0.5毫升/分钟、 l毫升/分钟。用吸光度对淋洗液体积绘制淋洗曲线。
2.2静态吸附的实验方法 在0.1克已处理的干树脂中分别加入50微克铑(III)或铱 (IV)溶液,调节酸度后定容l0毫升,在25度左右振荡一小时,各取分离溶液2毫升,显色后测定 吸光度。
3、铑-铱分离
3.1酸度、煮沸及放置时间对三阶阴离子六氯化铑离子状态的影响 图1表示a、b吸收峰完全相同,λ均为517纳米。说明三阶阴离子六氯化铑虽已水解,但用浓 盐酸煮沸后,其6摩尔/升盐酸溶液的离子状态仍主要 为三阶阴离子六氯化铑。吸收峰c的λ为504纳米,相应的离 子状态为氯化铑,已发生轻微的水解。实验证明只有氯化铑可以被AP树脂定量 吸附。吸收峰d已紫移至490纳米,已水解为氯化铑,实验证明它只能被AP树脂极少地吸 附。
用浓盐酸煮过,然后稀释成0.5摩尔的氯化铑溶液,其λ随放置时间增长不断紫移,说 低酸度(0.5摩尔/升盐酸)下的氯化铑极易 水解。但放置10分钟以内保持稳定。故实验时应将氯化铑的6摩尔/升盐酸溶液稀释成0.5摩尔/升溶液后,立即使用。
3.2盐酸浓度对树脂吸附铑、铱影响
改变盐酸浓度从0.1至6摩尔/升.当盐酸小于1摩尔/升时,AP树脂对铱的吸附率为l00%;盐酸小于等于2摩尔/升时,吸附基本完全,此后随着盐酸浓度不断增加,吸附率逐渐降低。铑(III)的1摩尔/升盐酸溶液呈氯化铑离子状态,即使在蒸馏水中也 只有75%被吸附,用浓盐酸煮沸半小时以上即转化为三阶阴离子六氯化铑,后者在盐酸小于等于0.5摩尔/升 时,吸附基本完全。同样,随着盐酸浓度增加,吸附率下降。故选择三阶阴离子六氯化铑的上柱酸 度为小于等于0.5摩尔/升。此时非贵金属不被吸附。
3.3振荡时间对吸附平衡的影响
按静态吸附实验方法,分别振荡2、5、15、30、45分钟,2分钟后树脂吸附铑、铱均已达平衡,此 时溶液中铱(IV)的残留量为0,铑(III)的残留量 接近于0。
3.4铑-铱与非贵金属分离及铑-铱分离
实验表明0.4摩尔/升盐酸可将柱上的非贵金属洗 脱,2摩尔/升盐酸可将铑(III)洗脱,后用8摩尔/升盐酸洗脱铱(IV),可达到三者定量分离的目的。非贵金属洗脱液中未发现铑(III)的存在,淋洗曲线见图2(铑、铱、铜、铁各200微克;钴、镍、铅、锌、锰、铝、铬各20g)。
4、铑、铱、铂、钯的同时测定
4.1柱上同时吸附同时洗脱后测定 将氯化铑(现煮现配的)、氯化铱、氯化铑、氯化钯与各种非贵金属离子的0.5摩尔/升盐酸溶液上柱,以50毫升0.4摩尔/升 盐酸洗脱非贵金属离子,再用200毫升4摩尔/升盐酸+2摩尔/升高氯酸。溶液洗脱全部贵金 属离子,流速为2毫升/分钟,用ICP-AES测得回收率,见表1。
4.2静态吸附铑、铱、铂、钯的同时测定 称取0.2克已处理的干树脂,加入合成样 溶液。以下按静态实验方法,震荡2小时,用定量滤纸过滤,以0.4摩尔/升盐酸洗尽非责金属离子。将滤纸和树脂一起硝酸-高氯酸盐酸O的1:1混合液(V/V)消化至固体完全溶解呈 透明状。用蒸馏水定容至10毫升。用ICP-AES测定,合成样的分析结果见表2。