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关键词： 醇酯分离   萃取精馏   COSMO-RS模型   气液相平衡   NRTL模型  

摘要： 甲酸乙酯是良好的溶剂,可作为药物有机合成的中间体,在工业上用于生产涂料和漆,在农业中作为熏蒸剂,在食品工业中作为食品核心成分和香料等。工业上常通过甲酸和乙醇酯化法生产甲酸乙酯,其过程为甲酸和乙醇在硫酸催化条件下发生酯化反应产生甲酸乙酯。在其生产过程中,产物甲酸乙酯和未反应完的乙醇在常压下会形成共沸物,普通的精馏方法难以分离。 基于COSMO-RS模型已被应用离子液体的物性预测,对于甲酸乙酯（1）-乙醇（2）共沸体系进行离子液体筛选,选用四乙基醋酸铵([N2,2,2,2][AC])、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯（[EMIM][DEP]）和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯（[BMIM][DEP]）作为萃取剂,通过COSMO软件预测了三种离子液体在不同温度下的比热、粘度和密度,并进行了相关分析。在常压下测定了甲酸乙酯（1）+乙醇（2）二元体系以及甲酸乙酯（1）+乙醇（2）+离子液体（3）三元体系的气液相平衡（VLE）数据,将实验数据进行了热力学一致性检测,并与NRTL模型进行了关联。 通过过量焓分析和σ-profile分析探究分离机理,研究结果表明,离子液体与乙醇分子之间形成氢键与范德华力,其相互作用较强,另外,随着离子液体浓度的增加,吸热、放热现象更加明显,说明其分子之间相互作用随之增强,促进甲酸乙酯与乙醇的分离,从而将甲酸乙酯分离出来。同时可以看出离子液体的阳离子碳链长度越短,分离效果越好。可见,[EMIM][DEP]的分离效果优于[BMIM][DEP]离子液体。最后,进行Aspen Plus萃取精馏工艺流程模拟,采用[EMIM][DEP]离子液体作为萃取剂,分离甲酸乙酯（1）-乙醇（2）共沸体系,模拟得出适宜的工艺参数,在共沸体系中具有良好的分离效果,为工业上萃取精馏分离甲酸乙酯（1）-乙醇（2）共沸体系提供数据基础。

关键词： 苯-甲醇   分子模拟   分子动力学模拟   萃取精馏   流程模拟  

摘要： 苯是一种无色透明液体,有芳香气味,可燃,致癌性强,在水中难溶,但在有机溶剂中易溶。甲醇(Methanol)是一种有机溶剂,具有刺激性气味,有毒。苯与甲醇在常压下会形成共沸物(共沸点为57.5℃),一般精馏方法难以实现其分离。苯-甲醇物系的分离,目前工业上一般采用萃取精馏的方法。萃取精馏的关键是筛选萃取剂,通过实验方法筛选萃取剂存在耗时长、萃取剂消耗大、回收困难和产生废物较多等缺点。通过基于量子化学理论和分子动力学模拟对萃取精馏机理进行研究,进而对萃取剂进行选择,是一种高效的、绿色环保的方法。因此,本文基于量子化学计算和分子动力学模拟对分离苯-甲醇体系的萃取剂进行了筛选和萃取精馏机理研究,并采用Aspen plus软件建立了苯-甲醇萃取精馏流程,对工艺条件进行了优化,以对其工业应用提供理论指导。首先利用Gaussian和Gaussian View软件建立萃取剂分子(丙三醇、乙二醇、1-己基-3-甲基咪唑醋酸盐和1、4-丁二醇)与苯和甲醇的分子构型,以SMD溶剂化模型和B3LYP/6-31+G(d,p)基组为基础,进行几何构型优化和频率分析。在构型优化的基础上,对苯-甲醇与萃取剂分子间的稳定构型进行相互作用能计算,萃取剂对苯-甲醇物系相对挥发度的影响由相互作用能差值的大小反映,结果表明,离子液体(1-己基-3-甲基咪唑醋酸盐)>乙二醇≈丙三醇>1,4-丁二醇。然后,运用Multiwfn程序进行静电势分析(ESP)、原子拓扑分析(AIM)和约化密度梯度函数分析(RDG),得出各萃取剂分子与苯、甲醇的相互作用力类型与氢键强度,结果表明,丙三醇、乙二醇、离子液体和1,4-丁二醇上的氧原子与甲醇羟基均存在氢键作用且范德华力作用较强。综合分析,离子液体[HMIM][OAC]的氢键作用比丙三醇、乙二醇、1、4-丁二醇强,说明离子液体[HMIM][OAC]是较好的萃取剂。随后,通过分子动力学模拟进一步研究了不同浓度的离子液体[HMIM][OAC]与甲醇和苯的共沸行为。径向分布函数(RDF)和空间分布函数(SDF)表明,阴离子与甲醇的相互作用最强,离子液体[HMIM][OAC]浓度对分离过程中的阴离子影响较强,随着阴离子浓度的升高,分离效果越好。虽然阳离子对苯和甲醇有很强的吸引力,但这种效应对离子液体的浓度不敏感。最后,采用Aspen Plus V 11建立了以[HMIM][OAC]为萃取剂的苯-甲醇萃取精馏流程。模拟了苯-甲醇共沸体系的分离。当达到所需的苯和甲醇纯度时,以热负荷为优化目标进行工艺条件优化。最佳的操作参数为:总塔板数N=25、回流比R=2.1、原料进料位置NF=21、萃取剂进料位置NS=4、萃取剂进料量Sm=280kmol/h,流程优化后最小热负荷为10430.2 KW。

关键词： 萃取精馏   工艺优化   多目标优化   过程强化   共沸物分离  

摘要： 在化工生产过程中会产生含低碳醇的多组分共沸混合物,导致低碳醇在生产纯化和回收利用方面颇有难度。萃取精馏是目前最为常见的共沸混合物分离技术之一,但其较高的分离能耗是限制其进一步发展的主要瓶颈。采用高效的萃取剂可以显著提升分离效率以及降低过程能耗,探究萃取剂对萃取精馏工艺影响规律对与最优萃取剂筛选和共沸物分离工艺的开发具有重要意义。本文以医药化工行业中产生的二氯甲烷(DCM)-甲醇(MeOH)-水、甲基叔丁基醚(MTBE)-乙醇(EtOH)-水为例,从工艺优化、机理分析和经济关联模型三个方面探索了萃取剂以及工艺设计对萃取精馏经济和环境效益的影响规律,旨在为萃取精馏分离含低碳醇三元共沸物萃取剂筛选与工艺优化提供参考。首先探索了十余种萃取剂(甘油(Gly)、二甲基亚砜(DMSO)、1,3-丙二醇(1,3-PDO)等)对DCM-MeOH-水和MTBE-EtOH-水体系的经济和环境效益的影响,采用基于遗传算法的多目标优化对基础萃取精馏流程工艺参数(塔板数、萃取剂流量、回流比等)进行优化。结果表明,DCM-MeOH-水体系使用1,3-PDO作为萃取剂具有最佳的经济和环境效益,年总成本(TAC)为786694.3$/y,气体排放为1555.1kg/y,MTBE-EtOH-水体系使用DMSO作为萃取剂具有最佳的经济和环境效益,TAC为568129.5$/y,气体排放为982.5 kg/y,而对相对挥发度影响最大的Gly却并没有取得最优的经济和环境效益。采用随机森林算法验证了热力学因素对萃取精馏经济效益和环境效益的贡献度,比热的贡献度高达0.4,表明除相对挥发度外,比热和沸点同样对萃取精馏效益具有不可忽视的影响。在最优基础萃取精馏分离工艺的基础上进一步设计了节能方案,对于DCMMeOH-水体系,采用1,3-PDO作为萃取剂的热集成萃取精馏工艺具有最佳的经济和环境效益,TAC为690977.9$/y,气体排放为1103.1 kg/y。对于MTBE-EtOH-水体系,采用Gly作为萃取剂的热集成萃取精馏工艺具有最佳的经济和环境效益,TAC为376621.9$/y,气体排放为404.3 kg/y。采用不同萃取剂可设计的节能工艺不同会导致节能效果存在差异,可以取得最优效益的萃取剂可能会发生改变,MTBE-EtOH-水体系最优萃取剂由DMSO转变为Gly,因此在萃取剂筛选过程中还应考虑可能的热集成方案。为了探究分子间相互作用与萃取精馏效果之间的关系,通过分子动力学模拟和量子化学计算研究了萃取剂与共沸体系分离机制,结果表明萃取剂与共沸物分子之间相互作用能的差异与相对挥发度结果呈正相关,萃取剂分子对共沸体系各分子之间相互作用的不同是对相对挥发度和萃取精馏过程影响的本质原因。采用神经网络构建了DCM-MeOH-水体系和MTBE-EtOH-水体系的萃取剂热力学性质与工艺经济性之间的关联模型,模型决定系数分别为0.998和0.993,具有很强的相关性。通过对四氢呋喃(THF)-EtOH-水体系进行工艺设计与优化对关联模型进行验证,模型成功筛选出DMSO为经济最优萃取剂,验证了通过模型预测萃取精馏过程经济性和最优萃取剂筛选的可行性。在经济最优工艺基础上进一步设计了萃取精馏耦合渗透汽化工艺,TAC为623381.5$/y,气体排放为1107.7kg/y,该模型为萃取精馏萃取剂筛选与分离工艺设计提供参考。本文系统地研究了萃取剂与工艺设计对萃取精馏分离含低碳醇共沸物的影响,并开发了针对DCM-MeOH-水、MTBE-EtOH-水、THF-EtOH-水体系的萃取精馏节能方案,对实际工业中三元萃取精馏分离三元共沸物的工艺开发与节能降耗具有重要意义。

关键词： 硫代杯芳烃   Au(Ⅲ)   Pd(Ⅱ)   液-液萃取   萃取机理  

摘要： 贵金属具有许多优良特性,被广泛应用于工业领域。随着科技的发展,电子垃圾产量逐年攀升,造成极大危害。而通过适当手段可以回收其中的贵金属,提高经济效益,减少环境污染。溶剂萃取法由于可操作性强、选择性高等优点引起人们的广泛关注。硫代杯芳烃是一种新型主体分子,具有较大的空腔,易于修饰改造的结构,较强的金属离子识别能力,在回收利用贵金属方面具有广阔的应用前景。但目前硫代杯芳烃应用于贵金属回收的研究报道仍然有限。基于以上背景,本论文以硫代杯[4]芳烃为主体,对其下沿酚羟基进行修饰改造,引入N、S等功能原子,合成出TBTAT、TBTEET、TBTEHT三种新型硫代杯[4]芳烃衍生物,分别研究了其对盐酸介质中Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的萃取性能。具体研究内容如下:三种新型萃取剂的制备:(1)采用N,N-二乙基氯代乙酰胺修饰硫代杯[4]芳烃下沿酚羟基,再用劳森试剂进行硫代制备出一种新型萃取剂TBTAT;(2)采用2-氯乙基乙基硫醚修饰硫代杯[4]芳烃下沿,制备出一种新型萃取剂TBTEET;(3)采用1,6-二溴己烷修饰硫代杯[4]芳烃下沿酚羟基,再用乙硫醇钠进行取代反应制备出一种新型萃取剂TBTEHT;利用SEM、FT-IR、NMR等手段对三种萃取剂进行了表征。将所制备的三种萃取剂用于Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的液-液萃取实验中,系统考察了盐酸浓度、p H值、萃取时间、初始金属离子浓度、干扰离子等条件对萃取性能的影响,同时考察了萃取剂的重复利用性能。由实验结果得到:1 mmol/L TBTAT在0.1 mol/L盐酸几乎可在1 h内完全萃取3 mmol/L的Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ);1 mmol/L TBTEET在4 h内可从0.1 mol/L盐酸中完全萃取3 mmol/L Au(Ⅲ)和2 mmol/L Pd(Ⅱ);1 mmol/L TBTEHT可在5 min内完成1mmol/L Au(Ⅲ)的萃取,平衡速度极快,而对于1 mmol/L Pd(Ⅱ)的萃取,需在8 h下才能完全萃取;三种萃取剂均具有较好的离子选择性和重复利用性。另外,通过Job’s连续变量法探究了萃取剂与金属离子的络合比,得出了萃取剂萃取Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)可能的萃取机理。采用NMR、FT-IR、SEM等手段对三种萃取剂及其萃取后的金属络合物进行了表征分析,证明萃取过程中萃取剂与金属离子成功络合。

关键词： 乙醇   乙腈   离子液体   ASPEN PLUS   气液相平衡   萃取精馏  

摘要： 乙腈和乙醇在制药工业中有着广泛的应用。此外,乙腈是一种良好的流动相和有效的合成溶剂,在核苷酸前体或降解产物的分离鉴定中效果明显。因此,近年来对乙腈的需求有所增加。乙醇氨氧化法是生产乙腈的经典方法,在工业生产中被广泛采用。在此过程中,会形成乙腈和乙醇的共沸混合物,为了提高产品纯度和回收未反应的乙醇,须对乙腈和乙醇二者共沸物进行分离。对于此类共沸物,使用简单蒸馏的方法并不能将它们很好的分离,而萃取精馏,其具有分离能力强、操作方便、能耗较低等优点,引起了众多分离工作者的关注。对于萃取精馏,萃取剂的选择是十分重要的。离子液体是一种新型萃取剂,具有绿色环保的特点,已逐渐成为常规有机溶剂萃取剂的优良替代品,离子液体在分离过程中具有深远的应用前景。离子液体的数量庞大,因此准确高效地筛选出高性能的离子液体并进行萃取精馏操作以得到相关参数就显得尤为重要。基于此,本文的主要研究如下: （1）使用COSMOtherm X软件,以27种阳离子与25种阴离子组成的675种离子液体。以选择性和溶解度为筛选原则,挑选出[N4111][NTf2]、[EMIM][NTf2]和[EMIM][BF4]可以作为分离乙醇（1）-乙腈（2）共沸体系的萃取剂。 （2）在常压的状态下测得了乙醇（1）-乙腈（2）-[EMIM][NTf2]（3）、乙醇（1）-乙腈（2）-[N4111][NTf2]（3）和乙醇（1）-乙腈（2）-[EMIM][BF4]（3）的气液相平衡数据,同时分析研究了离子液体的加入对乙醇乙腈共沸物的气液相平衡行为产生的影响。实验的结果展现出三种离子液体的分离效果为:[EMIM][NTf2]>[N4111][NTf2]>[EMIM][BF4],此结果与COSMOtherm X的预测结果一致,再一次验证了COSMOtherm X的准确性。使用NRTL模型对乙醇（1）-乙腈（2）-IL（3）的VLE数据进行了拟合,通过较低的平均相对偏差（ARD）可知NRTL模型计算值与实验值吻合性更好,因此可以得出,NRTL适用于对乙醇（1）-乙腈（2）-IL（3）)的VLE数据进行关联。通过NRTL模型计算得出打破共沸的效果顺序为:[EMIM][NTf2]>[N4111][NTf2]>[EMIM][BF4]。 （3）运用软件（Aspen Plus）,对以离子液体[EMIM][NTf2]为萃取剂分离乙醇-乙腈共沸物系的工艺流程进行了模拟优化,利用改变原料和萃取剂的进料位置、理论板数、回流比等参数优化的萃取精馏过程,获得最终的分离乙醇-乙腈共沸物的最优操作条件。说明[EMIM][NTf2]作为分离乙醇-乙腈共沸物系的萃取剂具有实际应用前景,为二者的工业分离提供了理论基础。

关键词： 环己烷   正丙醇   萃取精馏   COSMO-RS   Aspen Plus模拟   NRTL  

摘要： 环己烷（CHX）和正丙醇（NPA）在我国化学工业发展中有着举足轻重的地位。环己烷和正丙醇在常温和常压的条件下混合后会以共沸物的形式存在,普通精馏方法无法将其分离。进入二十一世纪后,新型的绿色溶剂离子液体,现已作为对环境友好的绿色有机溶剂受到了学术界广泛研究。因此,本文选择了三种离子液体萃取精馏分离环己烷正丙醇。 本文研究内容包括: 1)用COSMOtherm X软件组合了625种离子液体（ILs）,通过模拟计算得出ILs的选择性和它们的溶解度,通过选择性和溶解度的差异来选定ILs,最终选择三辛基甲基醋酸铵、三辛基甲基丙酸铵、三辛基甲基甲酸铵(([N8881][Ac])([N8881][Pr])([N8881][Fo]))用于分离环己烷+正丙醇。 2)在一个大气压力和室温25℃条件下,对环己烷+正丙醇进行相平衡实验,对加入了离子液体的物系(环己烷+正丙醇+[N8881][Ac]/[N8881][Pr]/[N8881][Fo])的进行气液相平衡实验。结果表明,三种离子液体都有能力增加环己烷相对于正丙醇的相对挥发度,离子液体对打破环己烷+正丙醇共沸有十分明显的效果。利用NRTL数学模型对本次实验获得的记录数据进行精确的拟合,结果表明NRTL数学模型适用于环己烷-正丙醇-离子液体三元体系;使用NRTL活度系数数学模型预测了三种离子液体[N8881][Ac]、[N8881][Pr]和[N8881][Fo]打破环己烷+正丙醇共沸体系所需最小摩尔分数分别为0.025、0.028、0.03。综上所述,[N8881][Ac]是分离环己烷+正丙醇共沸物系最优的萃取剂。 3)通过Aspen Plus过程仿真软件系统,进行了环己烷+正丙醇+[N8881][Ac]系统中精馏过程的仿真工作。利用该软件自带的灵敏度研究功能进行了数据分析,在环己烷和正丙醇产出的摩尔分数大于百分之九十九点五的情况下,系统的探讨了精馏塔理论板数、ILs进料量以及精馏塔中回流比对环己烷+正丙醇共沸系统产生的作用效应。

关键词： 低共熔溶剂   低碳醇   萃取精馏   量子化学计算   分子动力学模拟  

摘要： 化工生产过程中往往会产生大量难分离的烷醇类共沸物,需对其进行分离回收以获取更高的经济和环境效益。萃取精馏是十分高效的共沸物分离工艺,但传统的有机萃取剂存在相对用量大、挥发性强、毒性大等弊端。新兴的低共熔溶剂(DESs)具有环境友好、挥发性小且结构性质可调等特性,因此在萃取精馏领域有较好的应用潜力。但是目前关于采用DESs作为萃取剂对于共沸物分离效果的影响规律的研究少有报道。因此探索DESs对共沸物的萃取精馏分离机制和分离效果对于新型DESs的设计开发和绿色化工过程的研究具有十分重要的意义。首先,探索了以氯化胆碱(ChCl)为氢键受体(HBA),以不同碳链长度的二元醇或二羧酸为氢键供体(HBD)的不同DESs作为萃取剂,对正庚烷/乙醇体系分离效果的影响。通过实验研究了6种不同DESs对正庚烷/乙醇体系相对挥发度的影响。随着HBD碳链的增长,DESs对待分离体系的分离效果越好。利用量子化学理论计算和分子动力学模拟从微观尺度探索不同HBD对正庚烷/乙醇体系分离过程的贡献和相互作用规律:随着HBD碳链的增长,DESs对乙醇的氢键和范德华力等相互作用增强,增强了DESs对体系中乙醇的吸引。但DESs与正庚烷之间的相互作用并没有随着HBD碳链的增长而增强。其次,进一步研究了不同HBA(甜菜碱(Bet)、ChCl)和HBD(乙二醇(EG)、乙酰丙酸(La))组合与配比的DESs对环己烷/乙醇共沸物体系的分离效果与分离机制。通过汽液相平衡实验探究了不同的DESs作为溶剂对环己烷/乙醇共沸体系相行为变化的影响,得到具有最佳分离性能的DESs组合(Bet-EG(1:1)、ChCl-La(1:1)、ChCl-La(1:2))。在Bet-EG和ChCl-La的DESs中HBD:HBA摩尔比为1:1时对相对挥发度的影响最强,随着HBD:HBA摩尔比的增加,DESs对共沸体系的相对挥发度的影响有不同程度的减弱。通过量子化学计算分析了不同DESs与共沸体系间的静电势与相互作用区域,从微观层面揭示了DESs对环己烷/乙醇体系的分离机制。DESs对共沸物的有效分离主要是因为HBD与HBA结合后形成的DESs与乙醇间相互作用强于DESs与环己烷间相互作用,且DESs与乙醇之间的相互作用强于单独的HBD与HBA乙醇之间的相互作用。

关键词： 高等学校   有机化学   教材  

ISBN: (纸本)9787122417916

摘要： 本教材采用官能团分类，脂肪族与芳香族混编的体系，在内容上通过相似类比法揭示各类有机化合物之间结构与性质的联系。具体内容包括：绪论，烷烃，烯烃，炔烃与二烯烃，脂环烃，对映异构，芳烃，卤代烃，醇与酚，醚与环氧化物，醛、酮和醌，核磁共振与红外光谱，羧酸及其衍生物，羟基酸和羰基酸，含氮有机化合物，杂环化合物，碳水化合物，氨基酸、多肽、蛋白质和核酸，脂类及相关的天然产物和元素有机化合物等共20章。教材注意通过一些典型的生态问题与有机化学的关系，引导学生树立绿色化学意识；对于部分重难点知识点，配有线上课程、教学视频等，读者可扫描二维码进行学习。本书可作为高等院校轻化、化工、食品、生物、材料和环境等专业的教材，对农学、石油和纺织等专业学生也有一定的参考价值。

关键词： 水溶性二甘酰胺   Am3   Eu3   液-液萃取   萃淋树脂  

摘要： 三价锕系(An3+)与镧系(Ln3+)的分离是乏燃料“分离-嬗变”策略的先决条件,对于实现先进核燃料循环具有重要意义。然而,由于二者的化学性质极其相近,它们之间的分离至今未得到满意解决。为实现An3+/Ln3+分离,除研发高效的脂溶性萃取剂外,研发用作掩蔽剂、洗涤剂或反萃剂的高选择性水溶性配体亦是一种有效途径。 依据软硬酸碱理论可知An3+和Ln3+都属硬酸,但前者的5f轨道较后者的4f轨道有更大的共价成键能力,致使An3+比Ln3+略偏软,更易与含N、S等软配位原子的配体结合。技术上可利用这一差别,实现它们之间的分离。目前,研究最多的镧锕分离萃取剂是基于三嗪氮杂环衍生的配体如双三嗪吡啶（BTPs）、双三嗪联吡啶（BTBPs）、双三嗪邻菲罗啉（BTPhens）等。尽管这些配体在镧锕分离方面展示了良好的效果,但因存在诸如萃取动力学缓慢、脂溶性较差、不易反萃、化学与辐照稳定性还不够高等缺点,极大地限制了其实际应用。近年来研究发现不含氮杂环的氮川三乙酰正辛胺(NTAamide（n-Oct）)含N配体,对An3+表现出一定的萃取选择性,同时还具有萃取动力学快、化学与辐照稳定性优异、可用烷烃如煤油作稀释剂、易于反萃等优点,在镧锕分离方面展示了良好的应用前景。然而,较之上述三嗪氮杂环类配体,NTAamide（n-Oct）萃取分离镧锕的选择性不够高,Am3+对Eu3+的分离因子SFAm/Eu仅10左右。在水相引入水溶性脂肪族双二甘酰胺（BisDGA）络合剂TEE-BisDGA,借助“推-拉”效应,可增强Ln3+/An3+分离的选择性,但增强作用不明显,SFAm/Eu值仅提升至26。因此,基于BisDGA络合剂,进一步研发选择性更高的水溶性配体,对于NTAamide（n-Oct）萃取剂的在Ln3+/An3+分离方面的应用具有重要的意义。 我们课题组研究发现,在溶剂萃取Am3+和Eu3+时,芳香族双二甘酰胺TOX-BisDGA对Eu3+与Am3+的选择性,明显比脂肪族双二甘酰胺TOE-BisDGA的高,前者Eu3+对Am3+的分离因子SFEu/Am值约为后者的2-3倍。有理由据此推断,若将TOX-BisDGA转变成相应的水溶性络合剂,应用于NTAamide（n-Oct）萃取分离镧锕,其效果势必会优于由TOE-BisDGA衍生的水溶性脂肪族双二甘酰胺TEE-BisDGA。基于以上思路,本文设计合成了 2个新型水溶性芳香族双二甘酰胺SO3-TEX（p）-BisDGA和SO3-TEX（m）-BisDGA,它们的结构式如下图所示,并考察了其作为络合剂对NTAamide（n-Oct）萃取分离Am3+与Eu3+的影响,（?）同时还与脂肪族双二甘酰胺TEE-BisDGA和单二甘酰胺TEDGA在相同条件下对萃取的影响进行了对比。此外,为进一步拓展NTAamide（n-Oct）与水溶性DGA构建的镧锕分离体系的应用范围,本文还以大孔树脂Amberlite XAD-7（简称XAD-7）作载体,制备了 NTAamide（n-Oct）@XAD-7萃淋树脂,并以水溶性DGA作淋洗剂,研究了所制备的萃淋树脂固相吸附分离Am3+与Ln3+的行为。论文取得的主要进展与结果如下: 1、NTAamide（n-Oct）/水溶性DGA体系萃取分离Am3+与Eu3+的研究 以正十二烷作稀释剂,考察了酸度、不同水溶性DGA及其浓度对NTAamide（n-Oct）萃取Am3+和Eu3+分配比D及分离因子SF的影响。结果表明,在0.001-0.5 mol/L的HNO3浓度范围,DAm、DEu和SFAm/Eu值均随着水相酸度的增加而降低,在相同酸度下,络合物与金属离子的络合强度顺序为:TEDGA>SO3-TEX（m）-BisDGA>SO3-TEX（p）-BisDGA>TEE-BisDGA。此外,随着水溶性DGA浓度从1.0 mmol/L增大至20 mmol/L,DAm和DEu值均呈下降趋势,SFAm/Eu值则先增大后几乎不变,其大小顺序为:SO3-TEX（m）-BisDGA>TEDGA>SO3-TEX（p）-BisDGA>TEE-BisDGA。摩尔比法表明Am3+和 Eu3+与 NTAamide（n-Oct）、BisDGA以及TEDGA分别以1:1、1:2、1:3配位。用最小二乘法计算得到4个络合物稳定常数,其大小顺序与萃取结论一致。 采用荧光光谱滴定、时间分辨荧光、红外光谱、电导率滴定、高分辨质谱等方法考察了 4个水溶性DGA与Eu3+的络合行为。荧光光谱滴定法获得的络合物稳定常数大小顺序与最小二乘法的结论一致。Eu3+与BisDGA的配合物内配位层有2个BisDGA、1个H2O、2个二齿配位的NO3;外配位层有1个游离的NO3。Eu3+与TEDGA的配合物内配位层仅有3个TEDG

关键词： 化学学科能力   Rasch模型   有机化学  

摘要： 自20世纪80年代以来,世界各国依次出台一系列相关的教育政策和教育方针去支持人才的培养,尤其关注能力的发展。目前,我国正处在新一轮的高考改革中,国务院、教育部等颁布了多个指导性文件。这些文件都明确指出在高考中要深化对学生能力的考查与评价。化学学科能力是学生在化学学习过程中逐步培养起来的,在这一过程中有机化学充分发挥了其独特的学科价值和育人价值。而化学学科能力的评价需要现代测量理论提供方法支持,现代测量理论的迅速发展为教育评价的研究者打开了一个新视角。本研究将构建有机化学主题化学学科能力框架,并基于现代测量理论的Rasch模型开发高中生有机化学主题化学学科能力的测评工具,最后利用开发出的测评工具完成高中生有机化学主题化学学科能力现状的测查和分析。绪论部分,通过文献研究法在了解分析相关的研究背景、梳理国内外研究现状后确定了本研究所要解决的问题,然后阐明了研究思路以及研究过程中所需要的研究方法。第二部分进行理论研究,将化学学科能力划分为符号表征能力、化学实验能力、化学计算能力和模型建构能力四个维度,并以学业质量水平划分和化学核心素养水平划分为依据,把不同维度的能力进行由低到高的划分为四个水平,构建了有机化学主题化学学科能力框架。第三部分进行了有机化学主题化学学科能力测评工具的开发,基于Rasch模型对测评工具进行质量分析,并依据单维性、拟合度等各项参数对测评工具进行修改和调整,最终形成一份符合Rasch模型质量要求的高中生有机化学主题化学学科能力测评工具。第四部分运用前文开发的测评工具测查了高中生有机化学主题化学学科能力现状,并进行了学校差异、地区差异和性别差异的独立样本T检验。本研究构建了高中生有机化学主题的化学学科能力框架,开发了与其相对应的测评工具,并运用测评工具测查了高中生有机化学主题的化学学科能力现状。测查结果表明,高中生有机化学主题的化学学科能力均值位于水平二;且不同类型、不同地区学校的学生在有机化学主题的学科能力发展水平上存在着显著性差异,而不同性别的学生在有机化学主题的学科能力发展水平上不存在显著性差异。其中,重点高中所有学生都达到了水平二及以上,普通高中有19.56%的学生未达到水平二;市区普通高中仅有12.50%的学生未达到水平二,县区普通高中有26.06%的学生未达到水平二。