新型萃取剂SIOMEX N902在溶剂萃取和组合液膜中迁移和分离Cu(Ⅱ)的研究

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本文以聚丙烯微孔膜Celgard 2500为固体支撑体的N902-煤油组合液膜迁移铜离子,考察了料液相、有机相搅拌速率,反萃剂及其浓度,膜组成,料液pH值等因素对铜迁移的影响。结合界面化学和传质动力学理论,建立了相关的传质数学模型,实验结果与理论推导相吻合。具体工作包括以下几个方面:(1)系统的研究了N902-煤油/料液、N902-煤油/反萃液液-液体系的界面性质,计算出N902-煤油-料液(反萃液)液-液体系的界面吸附特性参数,CAC、Cmin、τmin、A1以及吉布斯吸附自由能△Gad分别为1.315μmol/L、0.152mol/L、1.64μmol/m-2、1.02nm2、-0.342kJ/mol(0.112μmol/L、0.28mol/L、1.45μmol/m-2、1.11nm2、-0.302kJ/mol)。(2)用溶剂萃取考察了料液pH值、料液离子强度、铜离子浓度、萃取平衡时间以及萃取剂N902浓度等因素对铜离子萃取的影响,实验证明,1mol铜离子与2molN902反应生成萃合物。求出萃取反应平衡常数Kex=22.18。(3)组合液膜迁移铜(Ⅱ)的实验证实,组合液膜迁移铜(Ⅱ)属于逆向耦合传输。在推算铜(Ⅱ迁移流量方程时,成功地将组合液膜的双固体膜简化为具备双层膜厚度的单一支撑体的支撑液膜。考察了不同变量对铜(Ⅱ)迁移的影响。实验表明,在低载体浓度下(<2.5%),Cu(Ⅱ)的迁移由界面反应和扩散同时控制。当载体浓度大于2.5%(w/w)时,Cu(Ⅱ)的迁移由扩散控制。(4)在组合液膜中,Cu(Ⅱ)迁移遵循动力学的两个一级单向连续不可逆反应,萃取与反萃取的活化能分别为30.4 kJ/mol、25.2kJ/mol。
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