
【化】 monofunctional extractant
odd; single
【医】 azygos; mon-; mono-; uni-
function
【计】 F; FUNC; function
【医】 function
【经】 functions
base; basic; foundation; key; primary; radix
【化】 group; radical
【医】 base; basement; group; radical
【化】 extractant; extracting agent; extraction solvent
单功能基萃取剂(Monofunctional Extractant)是溶剂萃取领域中一类仅含单一活性官能团的有机化合物,其功能基可与目标金属离子形成特定配位键实现选择性分离。这类萃取剂的核心特征在于分子结构中仅存在一个能与金属离子发生配位作用的官能团,如磷酸基(-PO₃H₂)、羧酸基(-COOH)或肟基(-NOH)等。
在核燃料循环领域,磷酸三丁酯(TBP, Tributyl Phosphate)作为经典单功能基萃取剂,通过其磷酸酯基团与铀酰离子(UO₂²⁺)形成稳定配合物,实现了铀/钚分离。这种选择性源于TBP分子中唯一的磷氧双键(P=O)供电子能力,其萃取反应可表示为: $$ UO_2^{2+} + 2NO3^- + 2TBP{(org)} rightleftharpoons UO_2(NO_3)2·2TBP{(org)} $$ 该特性使TBP成为PUREX流程的核心试剂,相关机理在《溶剂萃取化学原理》中有详细阐述。
单功能基萃取剂的局限性在于其配位模式单一,难以适应复杂多金属体系。近年来,针对稀土分离的新型单功能基萃取剂如Cyanex 923(磷酸三烷基酯混合物)通过调控烷基链结构,在保持选择性的同时增强了萃取容量,相关进展可见《工业与工程化学研究》期刊的最新综述。
单功能基萃取剂是指分子中仅含有一个功能基的萃取剂,其核心特点是通过单一的配位原子或基团与被萃取物质结合,形成可溶于有机相的萃合物。以下从结构、功能和应用三方面展开说明:
结构特性
单功能基萃取剂的分子结构中仅含有一个功能基(如O、N、P、S等配位原子),例如常见的含氧基团(如羟基、羧酸基)或含磷基团(如磷酸酯)。这类萃取剂通常还带有较长的烃链或芳香环结构,以增强其在有机相中的溶解性,如煤油、苯等溶剂中的分散能力。
功能机制
功能基通过与金属离子或其他目标物质发生配位或化学反应,形成稳定的萃合物。例如,脂肪酸类萃取剂中的单一羧酸基(-COOH)可与金属离子结合,实现选择性分离。由于仅有一个功能基,其结合位点单一,可能对特定离子表现出较高的选择性,但萃取容量可能低于多功能基萃取剂。
应用场景
单功能基萃取剂常用于金属提取、废水处理等领域。例如,磷酸三丁酯(TBP)含单一磷氧基,广泛用于铀、钍等放射性元素的分离。此外,在湿法冶金中,单功能基设计可简化萃取剂合成步骤,降低成本。
单功能基萃取剂因结构简单、选择性高而具有特定应用优势,但其效率受限于单一结合位点,需根据具体分离需求选择。
比重-温度校正线图彩色形成器唇假胶体初始函数待命的弹性应力公权规律骨髓多核巨细胞汇编码假冒专利集总加感克劳雷克斯法克里姆林宫枯基酸临产骨盆磷酸糖酮酸卤门反射民事过失摸彩箱末端小动静脉间通路酿脓链球菌硼基三氟甲地孕酮乙酸酯散热片烧结氧化镁双限司法管辖塑性凝胶外用涂料