重金属催化剂如何清除和回收?

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重金属催化剂如何清除和回收?  第1张


         

有机合成经常会用到各种催化剂,贵金属催化剂(precious metal catalyst)是一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。  

   

常用的金属催化剂是铂、钯、铑、银、钌等,其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”,具有较高的催化活性,同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性,成为最重要的催化剂材料。  

   

钯等催化剂来源少,价格贵,所以必须回收使用。但催化剂往往和废液混在一起,如何才能高效分离呢?  

   

前人给出了以下工艺方法:  

   

一般采用氨化、氯气盐酸法、熔融法等,但是这些方法对设备要求很高,所得钯的纯度较差。结合国情提出了还原法工艺路线,简便可行,所得回收钯纯度可以达到99%。  

   

还原工艺的机理如下:  

   

氧化 2Pd+O2→2PdO  

   

还原 2CH2O+NaOH→HCOONa+CH3OH  

   

PdO+HCOONa→Pd+NaOH+CO2  

   

溶解 Pd+3HCI+HNO3→PdCl2+NOCl+2H2O  

   

胺化 PdCl2+4NH4OH→Pd(NH3)4Cl2+4H2O  

   

酸化 Pd(NH3)4Cl2+2HCl→Pd(NH3)2Cl2+2NH4Cl  

   

分解 Pd(NH3)2Cl2+2HCl(稀)→PdCl2+2NH4Cl  

   

以上步骤较多,需耗费较多能源和人力产生大量的盐,重要的是不能完全达到预期目标  

看着此刻大量待处理的废液,眼前一黑!  

   

人类之所以区别于动物,除了智商上的碾压,就是会创造并使用工具,让生活更加便利。当科学研究已经成为生活中的一部分,实验室和工业生产的利器——金属吸附剂出现并解决了大部分金属催化剂的清除和回收问题。  

   

金属吸附剂种类的选择取决于需要清除吸附的金属元素,氧化态或氧化态范围,有机产品或者药物活性中间体的结构特性以及可容纳该金属溶液的环境(溶剂种类及pH值)。此类因素对金属的吸附效率起着重大影响。金属吸附剂的选择也与所需产品中溶液中所容纳的有机产品结构有关,例如酸碱性,如果产品溶液中包含酸性功能团,那么应该决定吸附剂中是否应包含碱性功能团。  

   

UCT CLEAN-UP Dimercaptotriazine (DMT) Bulk Sorbent  


 

 重金属催化剂如何清除和回收?  第2张  


 

UCT's Clean-Up® DMT bulk sorbent is designed to target excess organometallic catalysts commonly utilized in industrial synthesis, enabling purification by simple filtration. Specific reaction biproducts are irreversibly retained to generate a high percentage API yield.  This highly specific, cost-effective solution achieves the necessary purity levels following highly complex reactions leaving desired components intact.  

   

Key Features:  

   

Ideal for scavenging of Ir, Ni, Os, Pd, Pt, Rh and Ru  

Demonstrates better removal of palladium from Sonogashira Coupling Reaction when compared to competitor’s scavengers  

Available in cartridge format or bulk quantities  

Manufactured in the United States under ISO 9001 standards.  


 

以上金属吸附剂由United Chemical Technologies, Inc. (简称:UCT)研发和提供。

Ion Exchange Sorbents for Metals Extraction- Analysis & Sorbent Use Selection Guide.docx  


下面是钯催化的heck反应的药物活性中间体在使用国内某公司研发的金属吸附剂后钯含量的前后对比图。  


 重金属催化剂如何清除和回收?  第3张  

该吸附剂和金属离子之间有着高效附载型,克服了药物活性和金属离子之间的结合力,降低金属残留,与羟基、胺类、羧酸、酯类、醚类、腈类及氨基酸等有机功能团竞争,从药物活性中间体中成功清除了金属材料。  

   

该系列金属清除材料,在操作处理过程和清除吸附效果上,都可以高效解决工业金属离子清除的难题,可快速地将从非极性有机溶剂(如甲苯)到高极性溶剂(如水、醇类)里的贵重金属离子有效回收。判断方式简易:金属清除吸附迅速高效,短时间内外观上便可发现吸附剂及溶液同时发生的色变。  


 

除此之外,你还有哪些清除/回收金属催化剂的好方法吗?有的话联系我哦(金属回收公司勿扰)。  


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