络合萃取分离有机酸稀水溶液的研究文献综述
2020-06-09 22:42:35
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
在萃取过程中,作为络合萃取剂的主要为氧磷类及有机胺类。氧磷类络合萃取剂的作用原理是氢键溶剂化历程;在有机胺类中用作络合萃取剂主要是叔胺类,叔胺类络合萃取剂的作用原理则是同时存在离子缔合成盐和氢键缔合溶剂化两种过程。
1.1 胺类络合萃取剂的萃取原理
胺类萃取剂属Lewis碱,其碱性强度为伯胺gt;仲胺gt;叔胺。有国外学者[8]对不同的伯、仲、叔胺进行了萃取研究,从水溶性、萃取率及粘度等几方面因素考虑,得出叔胺类萃取剂是最佳萃取剂。因此,在研究胺类萃取剂作用原理时一般以叔胺类萃取剂为例。在络合萃取有机酸稀溶液刚兴起时,一般认为叔胺类萃取剂的萃取机制属于离子缔合成盐 过程。嫡丽巴哈[9]等学者在萃取醋酸稀溶液时,利用红外光谱对叔胺类络合萃取剂的萃取机理进行了探究,发现叔胺类络合萃取剂不仅存在离子缔合成盐历程,还存在氢键缔合溶剂化历程,总结出了叔胺类萃取剂萃取醋酸的机理,如(1)所示:
R3N HAc #8652;R3N#8230;HAc #8652; R3NH Ac- (1)
随后不少学者[2,8,10-11]通过实验分析叔胺对其他有机羧酸的萃取机理,得出的萃取机理与嫡丽巴哈等人萃取醋酸的机理一致,证实了叔胺类萃取剂的机理为同时存在离子缔合成盐和氢键缔合溶剂化两种历程,其过程可表示为:
R1COOH R3N ═ R1COO- HNR3 (2)