磷酸三丁酯_TBP_对苯酚的络合萃取_杨义燕

第14卷1995年第5期9月环境化学ENVIR()NMENTAIJCHEMISTRYVol.14,No.马eSPtember又995磷酸三丁醋(TBP)对苯酚的络合萃取`杨义燕’`杨天雪戴敬元(清华大学化学工程系.北京.10`〕8封摘要墓于可逆络合反应的萃取分离方法对极性有机物稀溶液具有高效性和高选择性.本文系统进行厂磷酸二丁酷`TBP)对笨酚稀溶液的络合萃取的实验研究.负载有机相的红外谱图分析表明,TBP与苯酚通过氢健缔合形成萃合物.以丁BP一煤油为萃取剂对工业含酚废水进行了萃取平衡和错流苯取实验,讨论了其应用的可能性及开发新的有效的络合萃取剂的途径.关键词:络合萃取,磷酸三f醋.苯酚.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仁’·’}.苯酚是重要的化工原料之一,随着化学工业的发展和环境保护的严格标准的实施.含酚废水的治理日益成为,)\们十分关注的问题.苯酚是较为典型的eLwis酸,苯酚稀溶液易采用络合萃取法进行分离.磷酸三丁醋(TB)P是中性磷氧类苯取剂,其结构中P一气)键的氧提供弧对电子的能力较强.属于中强Leiws碱,对苯酚稀溶液可提供较高的分配系数D值L3」.TBP做为金属络合萃取剂,萃取机理的研究报告比较多.本文通过系统的TBP萃取苯酚的相平衡实验研究和有机相负载苯酚的红外潜图的测定,探讨了TBP萃取苯酚的过程机理.同时通过TBP(煤油)络合萃取工业含酚废水的平衡实验和错流实验研究,讨论了TBP处理工业含酚废水的可行性及筛选有效的络合萃取剂的途径.实验部分本文实验的主要内容是通过不同萃取剂对苯酚稀溶液的相平衡实验,测定相应的分配系数D值.将同一初始浓度的稀苯酚溶液或工业含酚废水和不同相比的萃取剂放入锥形瓶内,在20C的恒温水浴中振荡混合.振荡时间3omin,振荡频率为150次·min一`,澄清时间不少于巧min.平衡水相的苯酚含量采用4一氨基安替比林分光光度比色法〔`j,通过721型分光光度计测定.平衡有机相的酚含量用物料衡算求得,为了探讨TBP与苯酚的萃取过程机理,使用16OoF’r一IR型富立叶红外光谱仪和JN-MFX一10核磁共振光谱仪测定了TBP溶剂负载苯酚的有机相的红外光谱以及P3’NMR国家自然科学基金资助项口:,二通讯联系人5期杨义燕等:磷酸三一J一酷(TBP)对苯酚的络合萃取谱,并进行了分析.结果与讨论1.不同萃取剂对苯酚稀溶液的相平衡实验图1绘出了异丙醚、乙酸丁酷、甲基异丁基酮萃取平衡曲线;图2则为不同组成的TBP、煤油)络合萃取剂对苯酚的萃取平衡曲线(二:水相中苯酚浓度,y:有机相中苯酚浓度).表l列出了不同的萃取剂在水中的溶解度和对苯酚稀溶液的分配系数D值.少黑看…三}清3·。卜补}(l)异fZ)乙:3》甲杯尸刀执一?O勺aTBP+st,今。4140。。TBP十6子z%图l___】.!_}8.016.0劣/x一O一4molIJ不同萃取刊萃取苯酚的工__(__8.01丘0二`x!(_、一书m。】l一;千衡曲线(2〔)C)Fig.1Equ一llbr川md,strib:ltloneu:、es丘、r。xzraet一onofphonol工r`)moQoe`,uss。》1七,一(。n图2不同组成TBP、煤油萃取剂萃取苯酚的平衡曲线(20C)Fig.2Equilibriunldistriburioneurvesforextraetion()f一)henolfromaqueoussoluti(、nintod[tf七r七ntsolvents,20仁IntoTBP(inke表1不同萃取剂的水中溶解度和对茉酚稀溶液的分配系数rosene).20〔`(20C)Table1Solubil一t一esinwaterofd主fferents01ventsandtheird15生rib一;tioneoeffieientsforexrraetlr)nufPhenol(ZOC)苯取剂水中溶解度污少TBl(J煤油〕10乡:TBP(煤油’匕以。rBP吸煤油少30;石T匕P(煤油-(kg·rn与其它低碳链有机梭酸不同,做为Leiws酸的苯酚稀溶液在水中的活度系数仍较大.因此,作为一般物理溶剂的甲基异丁基酮、乙酸丁酷和异丙醚等仍能对其提供较大的分配系数D值.然而这类溶剂的水中溶解度却较大,容易在处理过程中形成二次污染或增大残液脱溶的负荷.磷酸三一r酷作为中强类Lew,S碱,对苯酚稀溶液的分配系数D值相当大.10%TBP环境化学14卷对苯酚稀溶液的D值大于40。〔’二.当然,由于萃取过程对溶剂物性的要求,一般使用TBP时需用煤油稀释.从表1的结果可以看出,采用通常的TBP组成的煤油溶液所提供的D值相当理想,而且其水中溶解度很小.这恰恰说明了基于可逆络合反应的分离原理所使用的络合萃取剂比“相似相溶”筛选的溶剂在稀溶液萃取中的优