络合萃取分离有机酸稀水溶液的研究开题报告
2020-06-09 22:42:39
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
工业上,有机酸的应用范围极为广泛,因而每年会产生大量的有机酸稀溶液。如今,人们对节约资源和环境保护两个方面都非常重视,所以将有机酸从稀溶液中分离出来的方法引起了人们的广泛的关注。其中, 络合萃取[1]是将含有络合剂的萃取溶剂与含待分离溶质的溶液相接触,络合剂与待分离的溶质反应形成络合物,络合物转移至萃取液中从而达到分离的目的。这种方法既保存了化学萃取的高效性、高选择性的优点,又综合了物理萃取的操作简单、成本低等优点,所以使得络合萃取在在有机酸稀溶液中拥有很大的优势。这也使得络合萃取分离有机酸稀溶液的相关领域得到快速的发展,其中研究较多的则是一元酸、二元酸和三元酸等在工业上常用的有机酸。我国从20世纪90年代开始,不少学者就对有机酸稀溶液的分离进行了不少的研究。杨义燕[2]等学者对常见的有机羧酸稀溶液都进行了络合萃取的分离研究,对三辛胺(toa)络合萃取有机羧酸的机理进行了探究;柴金岭[3-4]对一元和二元羧酸的稀溶液进行了分离研究,对后来研究者提供了理论指导;又有不少学者[1、5-7]利用三烷基氧膦作为络合剂,探究了在此络合剂下的各种影响因素以及相平衡分配系数的模型拟合。本文综述了近些年来有机酸稀溶液的络合萃取的研究。
一、络合萃取原理
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
络合萃取是基于溶质的lewis酸(或碱)性官能团与萃取剂的lewis碱(或酸)性官能团的相互作用而进行的一种分离方法。络合萃取对极性有机物稀溶液的分离具有高效性和高选择性,通过选取缔合键能适中的络合剂与待分离溶质形成疏水性更大的第三相,实现相转移并能使络合剂在反萃时容易再生。该方法保留了化学萃取高效性、高选择性的优点,克服了其可逆性差的不足,同时还可利用络合平衡的”摆动效应”回收分离溶质和萃取剂,使之循环利用﹑降低消耗及避免二次污染。极性有机物稀溶液的络合萃取技术已经成为化工分离领域研究开发的重要方向之一,在生物化工、制药工程及环境保护等领域展现了广阔的应用前景。
本课题运用络合萃取技术分离有机酸稀溶液,探讨平衡水相的ph值、萃取温度、待萃物的初始浓度、萃取剂的浓度、盐效应、稀释剂等因素对萃取平衡的影响,运用统计力学的晶格模型方法建立络合萃取模型,研究影响萃取速率的各种因素,掌握萃取过程的机理和动力学特征,从而有效地控制和强化萃取过程提高萃取分离的效率,为络合萃取分离有机酸稀溶液工业化提供理论依据。
1、 筛选适宜的络合剂与稀释剂。对不同初始浓度的有机酸稀溶液,加入一定比例萃取剂与稀释剂进行萃取。在恒温水浴振荡器中,调节恒温温度和振荡频率为一系列不同数值并经振荡混合一定时间后澄清分相,对平衡水相中的有机羧酸浓度采用滴定法通过标定后的naoh溶液进行确定或采用高效液相色谱法测定,有机相中的有机羧酸浓度采用物料衡算法求得。研究络合剂和稀释剂的不同配比对络合萃取效果的影响,通过对混合萃取液比重、黏度等理化性质的的测定筛选出适宜的萃取剂配比,分析不同络合剂及其配比的萃取效果差异。
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