处于周期表第三、四族的过渡元素具有很大的相似性,对于分析化学工作者来说,为分离这些混合物常常感到困难.近年来,由于冶金工业和放射化学领域的迅速发展,迫切需要改进分离和测定,例如锆和钛等元素的方法.在这方面,曾发现一种高选择性的螯合基团可引入树脂基体,如具有邻苯撑-双-(羟基乙酸)功能团的试剂对锆(Ⅳ)呈四配位基而形成一种八面体构型的络合物.由Stuart-Briegleb模式结构表示这类数合基对锆(Ⅳ)具有专属性主要是由离子大小所决定的,只有半径为0.87埃的那些离子,才能形成无应力的八面体螯合物.具有邻苯撑-双-羟基乙酸基团的螯合树脂用于锆的分离,曾在一些二元混合物的分离中得到证实.此时锆离子被牢固地吸附在树脂上,而另一种共存离子却不被吸附而易于洗脱.下列离子曾从锆(Ⅳ)中被分离出来:镁,铜(Ⅱ),镍(Ⅱ),铝,铁(Ⅲ),铀,钙和钛(Ⅳ).
含有邻苯撑-双-(羟基乙酸)螯合基团的树脂可按下法制备:在装有搅拌器的5升三颈瓶中,溶解440克(4克分子)连苯三酚和330克氯乙酸在1800毫升水中,加热至沸,通过滴液漏斗慢慢地加入氢氧化钠溶液(320克氢氧化钠溶解在800毫升水中).煮沸20分钟后加入7.5N盐酸至pH为6.5,此时溶液颜色由红转变为暗绿色,冷却后分离出灰白色粒状沉淀(约290克)并在无水硫酸铜干燥器中干燥.
在温热下溶解50.5克(0.3克分子)上述产品和11克连苯三酚(0.1克分子)于200毫升水中,在剧烈搅拌下加入50毫升75V氢氧化钠溶液和300毫升35%甲醛溶液,在水浴上于80℃加热此溶液72小时,分离此树脂样产品,粉碎后在炉中加热72小时以上,然后研磨并筛分,使成为所需筛目大小,产品得率约100克.
为使游离羟基酯化,用水覆盖20克树脂并加热至90℃,在3小时内每隔1小时加90毫升氯乙酸(含氯乙酸23克,并用氢氧化钠中和),如果需要,可在此期间再加50毫升20%氢氧化钠溶液,以保持反应混合物的碱性。末次加入经1小时后,将产品过滤,并用水洗涤至近中性.
按上法得到的树脂产品在酸性溶液中呈良好稳定性,但能完全溶解于煮沸的浓硝酸中.在碱性溶液中可使树脂周围的液体变成棕色,但树脂并无破坏.一为观察树脂的机械稳定性,曾以30倍重的不同类型的树脂处理,仅显示部分树脂表层的破坏,干燥树脂的交换容量在pH4.7时对锆为2.1毫克分子/克.