为什么硫酸可以做燃料

①高沸点、难挥发制低沸点、易挥发性酸 ,如浓硫酸制硝酸、氯化氢,氟化氢,1：1的浓硫酸制HBr ,HI

②强酸制弱酸

③催化剂,例如纤维素在浓硫酸存在的条件下水解,酯化反应可逆号,说明在浓硫酸条件下,不仅有酯类的生成也有酯类的水解 ④吸水剂,作干燥剂,干燥酸性（非还原性）气体,中性气体,使五水硫酸铜失水等

⑤脱水剂,使有机物中氢原子氧原子2：1的比例脱去水⑥磺化剂,苯的磺化反应 等

这个首先是需要知道硫酸的具体浓度和溶液的具体组成。假如浓度很高，组分比较单一，就可以直接用于需要的场合，比如五金表处理的除锈酸洗等。假如含有有益有经济价值的组分，就可以直接回收有价值组分。比如PCB硫酸铜废液，就可以回收硫酸铜和氧化铜或单质铜；其次，制备硫酸铜/硫酸亚铁等金属硫酸盐，也是需要大量硫酸的。假如没有含有有害组分，就可以直接使用；假如没有有益组分，浓度又很低的话，可以直接中和掉排放；假如含有有害组分，那就消除危害再中和排放。

①浓硫酸具有强吸水性，可以用来干燥不与H2SO4反应的气体，如CO2，SO2，H2等②硫酸易于Ba??+，Sr??+等反应，生成BaSO4，SrSO4等沉淀，因此可用作这些离子的沉淀剂③浓硫酸可用作芳香烃【苯，甲苯等】的磺化剂，以及硝化反应的催化剂④稀硫酸电离出的H+，还可在加热的条件下催化蛋白质、二糖和多糖的水解

此外，硫酸还可用于酸洗，化肥硫酸铵的制备等

在使用过程中，应注意以下两个问题：内服时剂量要准确硫酸钠和硫酸镁具有用量不同、作用不同的特点。小剂量服用，可促进家畜胃肠分泌，轻微增强胃肠蠕动，有健胃作用；大剂量服用，有下泻作用。硫酸钠的健胃用量：猪羊10克～30克，牛、马、驴、骡15克～50克；下泻用量：猪25克～50克，羊40克～100克，牛400克～800克，马、驴、骡200克～500克。硫酸镁的健胃用量：猪羊3克～10克，牛、马、驴、骡15克～50克；下泻用量：猪25克～50克，羊50克～100克，牛300克～800克，马、驴、骡200克～500克。浓度要适宜如果硫酸钠和硫酸镁溶液浓度过低，内服后则大部分药物被肠壁吸收，不具有下泻作用；如果浓度过高(超过10%)，则发生许多不良反应。如下泻时间大大延长引起病畜脱水，加重病情；诱发肠炎或使原有的肠炎加重等。实践证明，将其配成5%～6%的溶液让家畜内服，治疗效果较好。

硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，能和绝大多数金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时，亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用。是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂，在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。所以硫酸属于危险化学品中易制爆化学品，生产厂家必须具备相关生产资质，个人是不能购买的，单位购买也必须办理准购证。

脱水性就是能把其他物质的一个分子中的氢氧元素按2：1的比例夺取出来的性质。

如乙醇到乙烯！浓硫酸做催化剂、脱水剂

吸水性：不符合上述形式的

如乙醇到乙醚！浓硫酸做催化剂、吸水剂。还有酯化反应等。

针对目前硫酸根的萃取体系在萃取过程中会消耗大量昂贵的四烷基季铵盐，并且大多数体系萃取效率较低，导致生产成本大幅提高，限制了其工业化应用的问题，本发明提供了一种用于分离硫酸根离子的液液萃取剂及制备方法。该萃取剂在硫酸根萃取过程中无需协萃剂、选择性好、萃取效率高，通过氢氧化钡碱溶液对有机相中硫酸根的反相萃取，可实现萃取剂的循环再生。该萃取剂的特性使其在高放射性核废液的处理过程中具有很好的应用价值和广阔的发展前景。

6.为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

7.本发明提供了一种用于分离硫酸根离子的液液萃取剂，所述液液萃取剂的分子式为：c

45h53

n9s2；结构式为：

[0008][0009]

本发明还提供上述用于分离硫酸根离子的液液萃取剂的制备方法，包括以下步骤：

[0010]

将2-(氨基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环与苯甲酰基异硫氰酸酯反应生成中间体n-4-(2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基)丁基-n

’‑

苯甲酰基硫脲(ea)；

[0011]

通过碳酸钾对中间体n-4-(2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基)丁基-n

’‑

苯甲酰基硫脲(ea)水解得到中间体2-(硫脲基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环(eb)；

[0012]

用中间体2-(硫脲基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环(eb)与2，6-二溴乙酰基吡啶反应得到中间体2，6-双(2-(5-氧代己基氨基)噻唑-4-基)吡啶(ec)；

[0013]

在三氟乙酸的催化下中间体2，6-双(2-(5-氧代己基氨基)噻唑-4-基)吡啶(ec)与吡咯缩合得到中间体2，6-双{2-[(5，5-二吡咯基)己基氨基]噻唑-4-基}吡啶(ed)；

[0014]

在三氟化硼乙醚的催化下中间体2，6-双{2-[(5，5-二吡咯基)己基氨基]噻唑-4-基}吡啶(ed)与丙酮缩合反应得到所述的液液萃取剂meso-六甲基-meso-双(2-(丁基氨基)噻唑-4-基)吡啶基杯[4]吡咯(e)。

[0015]

进一步，所述生成中间体ea的具体过程为：将2-(氨基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环溶于二氯甲烷中，然后加入1-2倍摩尔量的苯甲酰基异硫氰酸酯，室温搅拌反应5h，减压除去溶剂，残余物采用柱色谱分离得中间体ea；中间体ea的化学结构式为：

[0016]

进一步，所述获得中间体eb的具体过程为：将ea溶于甲醇中，然后加入1-3倍摩尔量的碳酸钾，室温搅拌10h，减压除去溶剂，残余物采用柱色谱分离得中间体eb；中间体eb的化学结构式为：

[0017]

进一步，所述获得中间体ec的具体过程为：将2，6-二溴乙酰基吡啶溶于乙醇中，然后加入2-4倍摩尔量的eb，混合物加热回流反应10h，加入三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，

残余物采用柱色谱分离得中间体ec；中间体ec的化学结构式为：

[0018]

进一步，所述获得中间体ed的具体过程为：将ec溶于吡咯中，然后加入2-4倍摩尔量的三氟乙酸，混合物加热到60℃恒温搅拌1h，冷却，加入三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，残余物采用柱色谱分离得ed；中间体ed的化学结构式为：

[0019][0020]

进一步，所述获得液液萃取剂e的具体过程为：将ed溶于丙酮中，搅拌下加入1-3倍摩尔量的47％的三氟化硼乙醚溶液，然后室温反应2h，加入三乙胺淬灭，减压除去溶剂，残余物采用柱色谱分离得到萃取剂e。

[0021]

本发明还提供一种上述用于分离硫酸根离子的液液萃取剂的应用，其特征在于：用于硫酸根的液液萃取。

[0022]

与现有技术相比本发明具有以下优点：

[0023]

本发明萃取剂在硫酸根萃取过程中无需加入昂贵的四烷基季铵盐作为协萃剂，生产成本大幅降低；对硫酸根的选择性好，萃取效率高(》99％)，可以将水相中的硫酸根几乎定量地提取到二氯甲烷溶液中；萃取过程简单、快速，通过氢氧化钡碱溶液对有机相中硫酸根的反相萃取，可实现萃取剂的循环再生。而且萃取机理新颖，在酸性萃取体系中首先形成带正电荷的质子化产物，然后通过其上的静电作用、多重氢键作用以及空间匹配效应的协同作用萃取硫酸根离子，该萃取剂的特性使其在高放射性核废液的处理过程中具有很好的应用价值和广阔的发展前景。

附图说明

[0024]

图1为本发明萃取剂制备方法的流程图。

[0025]

图2为本发明萃取剂e的1h nmr核磁共振谱图。

[0026]

图3为本发明质子化的萃取剂(eh)

2+

与硫酸根的络合物的高分辨质谱图。

[0027]

图4为本发明硫酸根的选择性萃取实验的1h nmr核磁共振谱图。

[0028]

图5为本发明萃取硫酸根的可逆循环实验的1h nmr核磁共振谱图。

具体实施方式

[0029]

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

[0030]

实施例1：

[0031]

一种用于分离硫酸根离子的液液萃取剂的制备：

[0032]

(1)中间体ea的制备：将2-(氨基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环(2.39g，15mmol)溶于30ml二氯甲烷中，然后加入苯甲酰基异硫氰酸酯(2.45g，15mmol)，室温反应5h，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到3.86g产物，收率为80％。

[0033]

(2)中间体ea的制备：将2-(氨基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环(2.39g，15mmol)溶于30ml二氯甲烷中，然后加入苯甲酰基异硫氰酸酯(3.68g，22.5mmol)，室温反应5h，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到4.12g产物，收率为85％。

[0034]

(3)中间体ea的制备：将2-(氨基丁基)-2-甲基-1，3-二氧戊环(2.39g，15mmol)溶于30ml二氯甲烷中，然后加入苯甲酰基异硫氰酸酯(4.90g，30mmol)，室温反应5h，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到4.56g产物，收率为94％。

[0035]

(4)中间体eb的制备：将ea(2.63g，8.15mmol)溶于100ml甲醇中，再加入碳酸钾(1.13g，8.15mmol)，室温反应10h，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为15cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到1.53g产物，收率为86％。

[0036]

(5)中间体eb的制备：将ea(2.63g，8.15mmol)溶于100ml甲醇中，再加入碳酸钾(2.26g，16.3mmol)，室温反应10h，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为15cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到1.62g产物，收率为91％。

[0037]

(6)中间体eb的制备：将ea(2.63g，8.15mmol)溶于100ml甲醇中，再加入碳酸钾(3.39g，24.45mmol)，室温反应10h，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为15cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到1.71g产物，收率为96％。

[0038]

(7)中间体ec的制备：将2，6-二溴乙酰基吡啶(1g，3.11mmol)溶于20ml乙醇中，然后加入eb(1.36g，6.22mmol)，混合物加热回流反应10h，冷却，加入1ml三乙胺淬灭反应，减

压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目中性氧化铝填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为5cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到0.90g产物，收率为61％。

[0039]

(8)中间体ec的制备：将2，6-二溴乙酰基吡啶(1g，3.11mmol)溶于20ml乙醇中，然后加入eb(2.04g，9.33mmol)，混合物加热回流反应10h，冷却，加入1ml三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目中性氧化铝填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为5cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到1.06g产物，收率为72％。

[0040]

(9)中间体ec的制备：将2，6-二溴乙酰基吡啶(1g，3.11mmol)溶于20ml乙醇中，然后加入eb(2.72g，12.44mmol)，混合物加热回流反应10h，冷却，加入1ml三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目中性氧化铝填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为5cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到1.16g产物，收率为79％。

[0041]

(10)中间体ed的制备：将ec(0.56g，1.19mmol)溶于15ml吡咯中，然后加入三氟乙酸(0.27g，2.38mmol)，混合物加热到60℃恒温搅拌1h，冷却，加入1ml三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝2：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到0.43g产物，收率为51％。

[0042]

(11)中间体ed的制备：将ec(0.56g，1.19mmol)溶于15ml吡咯中，然后加入三氟乙酸(0.41g，3.57mmol)，混合物加热到60℃恒温搅拌1h，冷却，加入1ml三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝2：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到0.61g产物，收率为73％。

[0043]

(12)中间体ed的制备：将ec(0.56g，1.19mmol)溶于15ml吡咯中，然后加入三氟乙酸(0.54g，4.76mmol)，混合物加热到60℃恒温搅拌1h，冷却，加入1ml三乙胺淬灭反应，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为30mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝2：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到0.60g产物，收率为72％。

[0044]

(13)萃取剂e的制备：将ed(0.2g，0.28mmol)溶于50ml丙酮中，然后加入47％的三氟化硼乙醚溶液(90μl 0.28mmol),室温搅拌2h，加入0.5ml三乙胺淬灭，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为20mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到57mg产物，收率为26％。

[0045]

(14)萃取剂e的制备：将ed(0.2g，0.28mmol)溶于50ml丙酮中，然后加入47％的三氟化硼乙醚溶液(180μl 0.56mmol),室温搅拌2h，加入0.5ml三乙胺淬灭，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为20mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到61mg产物，收率为28％。

[0046]

(15)萃取剂e的制备：将ed(0.2g，0.28mmol)溶于50ml丙酮中，然后加入47％的三

氟化硼乙醚溶液(270μl 0.84mmol),室温搅拌2h，加入0.5ml三乙胺淬灭，减压除去溶剂，残留物柱色谱分离，方法为：用100-200目硅胶填充内径为20mm的具砂板闪式层析柱，充填高度为10cm，在硅胶上方加入待分离的残留物，用体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1：1的混合溶剂作洗脱剂，分离得到66mg产物，收率为30％。

[0047]

实施例2：使用萃取剂e进行硫酸根液液萃取

[0048]

(1)选择性萃取实验：在核磁管中装入0.5ml 4mm e的cd2cl2溶液，然后加入0.5ml 40mm hno3(空白实验)、4mm na2so4/40mm hno3或4mm na2so4/120mm hno3(选择性萃取实验)的去离子水溶液。通过手摇震荡、静置相分离，在1min内完成萃取，然后迅速扫描核磁谱图(图4)。实验证明，萃取后的核磁谱图中完全不含有萃取剂e以及萃取剂e与硝酸根离子配合物的信号峰，说明水相中的硫酸根离子(1倍摩尔当量)几乎完全被萃取到cd2cl2，通过核磁氢谱灵敏度推测，有机相中即使含有萃取剂e或者萃取剂e与硝酸根离子配合物，其含量也不会超过1％，也就意味着萃取剂e对硫酸根的萃取性能几乎达到了定量萃取的水平(》99％)。通过空白实验对比，发现no

3-的含量(硫酸根的10-30倍当量)对萃取剂e的萃取率没有影响，说明萃取剂对硫酸根具有高度的选择性。

[0049]

(2)可逆循环实验：将硫酸根萃取实验中的水相进行分离，向有机相中加入0.5ml 4mm ba(oh)2的去离子水溶液。通过手摇震荡、静置相分离，在1min内完成萃取，然后迅速扫描核磁谱图(图5)。

[0050]

用带有长针头的注射器将上层的白色硫酸钡悬浊水相吸走，再用去离子水将核磁管内的有机相充分洗涤，以除去可能残留的钡离子或硫酸钡固体。然后加入4mm na2so4/40mm hno3的去离子水溶液，通过手摇震荡、静置相分离，在1min内完成萃取，然后迅速扫描核磁谱图(图5)。实验证明，萃取剂e可以循环萃取硫酸根离子，再生后的萃取剂对硫酸根离子的萃取效果几乎不变。

[0051]

虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效无替换其中的技术点，尤其是，只要不存在技术冲突，本发明所纰漏的各种实施例中的各项特征均可通过任一方式结合起来使用，在本发明中未对这些组合的情况进行穷举的描述仅仅是处于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而且包括落入权利要求。