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1、2015年l0月重金屬離子萃取劑的研究進(jìn)展重金屬離子萃取劑的研究進(jìn)展馬田魏添昱(東華理工大學(xué),化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院,江西南昌330013)摘要:重金屬離子來(lái)源非常廣泛,主要來(lái)源于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市污染,對(duì)土壤、水體和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)影響,因其高毒性、高生物富集性及對(duì)人類的高致病性從而引起了大量的關(guān)注。溶劑萃取分離法具有分離效果好、操作方法簡(jiǎn)單、可連續(xù)操縱性及能耗低等特點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。萃取劑可大致分為酸性萃取劑、中性萃取劑、堿性萃取劑和螯合類萃取劑等不同種類,因其化學(xué)穩(wěn)定性高、低毒性、價(jià)格便宜、耗損底和回收
2、利用率高等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注,在生活生產(chǎn)中具有很高的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:萃取劑重金屬離子分離富集水是生命之源,對(duì)人類生存和發(fā)展起著至關(guān)重要性。的作用。由于重金屬在人類工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越(4)萃取劑具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,不易水解,能多,每年向環(huán)境中排放的重金屬?gòu)U水逐漸增加。重金夠耐酸、耐堿、耐鹽、耐輻射、耐高溫、不會(huì)因?yàn)檠趸瘎俨荒鼙簧锝到?,相反?huì)在生物的食物鏈中成百上或者還原劑等原因發(fā)生變質(zhì),生成的萃取化合物易于千倍的富集,最后會(huì)進(jìn)入人體,在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及反萃再生j。酶等發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用,使它們失活,
3、也可能在人體(5)具有一定的操作安全性,無(wú)刺激性,揮發(fā)性小,的某些器官中富集,造成慢性中毒,嚴(yán)重危害人類身體安全無(wú)毒或者毒性小,不易燃易爆,對(duì)設(shè)備腐蝕性小。健康Jo(6)萃取劑來(lái)源廣泛或者合成制備方法簡(jiǎn)單,價(jià)格目前水體中重金屬的處理方法主要有:化學(xué)沉淀便宜,具有一定的經(jīng)濟(jì)性,回收再生利用率高,萃取循法、氧化還原處理法、溶劑萃取分離法、吸附法、膜分離環(huán)過(guò)程中損耗小。法、離子交換法等J。二、萃取劑的基本類型溶劑萃取分離是處理重金屬污染廢水的一個(gè)重要按照萃取劑分子中與被萃取的金屬離子發(fā)生鍵合方法,可將重金屬進(jìn)行分離和富集
4、回收。由于液一液作用的官能團(tuán)來(lái)區(qū)分,可以將萃取劑大致分為酸性萃接觸J,可連續(xù)操縱,分離效果較好,操作方法簡(jiǎn)單,能取劑、中性萃取劑、堿性萃取劑和螯合類萃取劑。耗低,具有很好的發(fā)展前景,是處理重金屬污染廢水的1.酸性萃取劑一個(gè)重要方法。而選取合適的萃取劑,對(duì)實(shí)際應(yīng)用具酸性萃取劑是指含有~c0OH、P(0)OH、一sOH有重大意義。等活性基團(tuán)的萃取劑,屬于由萃取劑活性基的氫離子一與金屬離子交換萃取的陽(yáng)離子交換機(jī)理】。酸性萃取、萃取劑的特點(diǎn)在萃取過(guò)程中,萃取性能的好壞主要取決于萃取劑包括酸性磷萃取劑、羧酸及其取代酸類萃取劑
5、、硫代劑的性質(zhì)。而萃取劑本身的萃取能力和萃取選擇性主磷酸類萃取劑以及羥肟酸類萃取劑。要取決于它本身的分子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。一般情況下優(yōu)1.1有機(jī)磷(膦)酸萃取劑良的萃取劑應(yīng)該具有以下特點(diǎn):有機(jī)磷類萃取劑廣泛用于濕法冶金、環(huán)境科學(xué)和(1)萃取劑分子中至少要有一個(gè)有配位能力的官原子能工業(yè)等領(lǐng)域,并且在金屬萃取方面占有重要地能團(tuán)j,它能與被萃取的金屬離子發(fā)生鍵合作用,其中位。這類萃取劑包括正磷酸酯、磷酸酯、偏磷酸酯以及萃取劑分子與金屬離子能夠發(fā)生反應(yīng),主要與萃取劑含有多個(gè)磷酸官能團(tuán)的化合物,以烷基磷酸應(yīng)用最廣。分子中的反應(yīng)活
6、性基團(tuán)或配位原子的電子給予性質(zhì)有Sistkova等研究了二辛級(jí)磷酸(HDOPA)對(duì)Ca2和關(guān)。S,在正庚烷、環(huán)己烷、正丁醚、四氯化碳、甲苯溶液中(2)萃取劑要能夠很好的溶解于稀釋劑,并且在被的萃取行為。除正丁醚外,在其他四種體系中,加合到萃取相中溶解度非常小甚至不溶,不易發(fā)生乳化現(xiàn)象Sr“配合物上的HDOPA數(shù)目比Ca¨配合物多。在不或生成第三相。同的稀釋劑體系的萃取順序?yàn)椋赫?環(huán)己烷>(3)被萃取相中的物質(zhì)具有較大的分離系數(shù)即萃CCI>甲苯。HDOPA對(duì)Ca“、sr2的分離系數(shù)為1096取性能好,能夠大量萃取
7、金屬離子并具有良好的選擇到1O”。江西化工2015年第5期Chiafizia等合成了兩個(gè)新穎萃取劑P,P一二(2合物被廣泛用于金屬氧化礦的浮選、溶劑萃取、廢水處一乙基己基)甲二膦酸和p,P一二辛基一甲二膦酸,其理以及醫(yī)藥等領(lǐng)域。中前者在對(duì)二甲苯中,對(duì)金屬離子的分配比可達(dá)10’,早在1940年P(guān)opperle已將羥肟酸及其鹽類捕收劑但是對(duì)金屬離子選擇性較差,分離效果不好。用于礦物的浮選中”。1965年,美國(guó)通用選礦公司報(bào)1.2羧酸類萃取劑道了將脂肪族d一羥肟和芳香族儀一羥肟作為銅萃取羧酸類化合物是稀土萃取劑中很重要的
8、一大類,劑使用,使銅萃取技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。羥肟酸其萃取性能可用pKa值來(lái)標(biāo)識(shí),pKa值越小,其酸性越高分子出現(xiàn)在2O世紀(jì)80年代末,最初主要用于處理鋁強(qiáng),萃取性能越好。在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的萃取劑一般土礦溶出液中的赤泥,此后又出現(xiàn)了羥肟酸高分子樹(shù)是混合物,探索其機(jī)理研究比較困難,為了弄清羧酸萃脂,用于金屬離子的吸附富集,Ahbab—Zavar等合成了取稀土