毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
络合萃取法对于极性有机物稀溶液的分离具有高效性和高选择性[1 ,2]溶剂萃取是一种不可替代的重要分离技术,从(核) 同位素的萃取到芳烃抽提大规模的工业生产,人们对现代萃取技术的研究已有上百年的历史。随着科学技术的飞速发展,人们对现代化学工业产品的提纯和分离提出了越来越高的要求,同时包括工业废水治理的环境保护措施也越来越得到重视,这些都涉及到极性有机物稀溶液的分离问题。利用相似相原理的物理萃取对其进行分离往往难以奏效,原因在于水也是极性物质,选择极性较大的溶剂来提高溶质在两相中的分配系数,则该溶剂在水中的溶解度就较大,在生产上将造成大量的损失,对环境造成二次污染。本文在讨论含酸废水一般处理方法的基础上，综述了络合萃取技术在处理有机羧酸及其水溶液方面的研究进展。针对这一目标，以丁酸、丁二酸和柠檬酸稀水溶液为典型研究对象，采用磷酸三丁酯(TBP)和三烷基胺(7301)为络合剂，正辛醇、甲苯为稀释剂，成功地筛选出二元、三元高效混合络合萃取剂。详细研究了萃取剂浓度、稀释剂浓度、水相pH值、温度和羧酸初始浓度等因素对络合萃取平衡的影响以及萃取剂的再生条件。同时采用STATISTICA统计分析软件对二元、三元混合萃取剂络合萃取有机羧酸的正交试验结果进行了优化分析；采用红外光谱探讨了萃取剂络合萃取羧酸过程的机理，关联了分配系数与稀释剂物理参数之间的经验关系，解释了稀释剂在络合萃取过程中的主要作用，在此基础上成功地推导了有明确物理意义、同时考虑物理萃取的一元及多元羧酸络合萃取通用液液平衡数学模型。首次采用BP神经网络分析方法预测了不同操作条件下的络合萃取分配系数，最终获得有工业化应用价值的络合萃取剂以及络合萃取技术处理有机羧酸稀溶液的工艺条件。
1 络合萃取过程特点
这类过程中,相间发生的络合反应可用下述简单的平衡式加以描述:
溶质 n 络合剂←→络合物
平衡常数K =[络合物]/[溶质] [络合剂] n
这种络合反应不同于以金属离子为中心的配位反应,这是待分离的有机溶质和络合剂(一般带有Lewis 酸或Lewis 碱的官能团) 通过氢键、离子对、π-酸和π- 碱相互作用及范德华力等缔合的反应。相对于无机酸,金属离子的化学萃取比较成熟,极性有机物稀溶液络合萃取过程有其特定的复杂性,包括体系内有多种氢键缔合的可能,有机相中萃合物的结构复杂等。该反应在溶质低浓度区能够提供非常高的分配系数,随着溶质浓度的增加,络合剂越接近化学饱和计量,因此可实现极性有机物稀溶液的完全分离;该反应是在待萃物的特殊官能团和络合剂的特殊官能团之间发生的,故具有高的选择性;萃合物是可逆化学反应的产物,不太稳定,在一定条件下便可离解,从而得以反萃及溶剂再生。
2 络合萃取的机理
络合萃取的机理是比较复杂的。戴猷元教授在其2003 年出版的《有机物络合萃取技术》中，已进行了总结：即离子交换、离子缔合、氢键缔合和溶剂化。对于不同的体系，其萃取机制不同，且有时这几种机制部分交叉，同时存在，完全分清其权重比较困难。即使同一种物质，在不同的体系中或者在不同的条件下，其机理也不相同。模型是在萃取机理的基础上建立的，对类似体系的萃取有较大的指导作用。研究者们通过核磁共振和红外光谱来分析络合物的结构，证实模型的可靠性[3]。在近几年发表的文献中，关于络合萃取机理的探讨有很多，在前面的总结中已有部分表述，归纳起来主要是氢键缔合[4-8]、离子缔合和氢键缔合同时作用[9,10－13]、离子交换和离子缔合同时作用[14]机制，目前还未发现新机理的报道。
3 有机羧酸稀溶液的络合萃取分离
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