李国平[1]2017年在《液膜材料制备及其处理含氰废水过程机制研究》文中进行了进一步梳理黄金冶炼过程排放的含氰废水,对人类健康和生态环境造成了巨大威胁,实现氰化物的高效治理与综合利用,对促进行业发展以及提高经济和环境效益都有重要科学意义和实用价值。液膜分离技术具有高效、节能、高渗透性、高选择性和高稳定性的特点,在环境保护方面和处理废水方面受到广泛关注。本研究拟建立四种液膜分离体系,并将其应用于处理含氰废水,研究氰化物在不同液膜体系中的传质分离过程,探索不同体系中氰化物的迁移机理,阐明制备条件对液膜稳定性的影响规律及调控机制,从而为高性能液膜材料的制备及其在含氰废水处理中的应用提供有价值的理论依据和技术参考。以三正辛胺为载体建立了迁移氰化物的大块液膜体系,考察了料液相初始浓度、解析液浓度、搅拌速度和载体浓度对氰化物的迁移的影响规律,对氰化物迁移过程及机理进行了动力学传质分析;确定了较优条件为解析液浓度1%,搅拌速度250 r/min,载体浓度2%,对于低浓度含氰废水的氰化物迁移率可达90%以上,大块液膜重复利用5次,其稳定性基本不变。为进一步提高氰萃取效率,油包水结构的乳状液膜被用于含氰废水处理,首先考察了制备条件对液膜稳定性影响规律,然后从液膜的微观参数分析了影响氰化物迁移效果的因素和作用机理,确定了较佳的乳状液膜制备条件:表面活性剂(Span-80)为3%,膜溶剂煤油为93%,膜助剂液体石蜡为2%,载体(TOA)为2%的配比下,油内比为1:1,乳水比为1:7,制乳转速为3300r/min,NaOH浓度为2%,乳水接触时间为10min。通过响应曲面优化(RSM)实验设计,对乳状液膜萃取含氰废水工艺条件进行了优化,确定了各因素对总氰化物去除率的影响大小顺序为:NaOH>Span-80>乳水比>TOA;最优操作条件为:Span-80值为4.00%,TOA值为3.91%,NaOH值为1.00%,乳水比值为0.27。最后考察了离心和超声破乳技术对回收氰化物的影响,确定了较合适的乳状液膜破乳技术和工艺条件。支撑液膜技术不需要复杂的乳液的制备和破除过程,但传统支撑液膜存在膜溶液易流失问题,为此将分散体系与支撑液膜相结合制备了分散支撑液膜体系,并推导了其传质动力学方程。利用曲面相应法对影响氰迁移的四个因素进行交互影响研究,建立回归模型,优化出处理氰化废水的最佳处理条件,并得到最高氰萃取率98.40%。实际的支撑液膜法处理氰化废水时总氰化物去除率最高值为97.14%,误差为0.17%。说明RSM设计的回归模型与实际萃取条件拟合良好,该回归模型对分散型支撑液膜萃取含氰废水条件优化具备较好的可行性。分散支撑液膜系统与传统支撑液膜相比,氰萃取率提升13%,稳定性提高两倍。借鉴量子力学理论,通过Gaussian计算软件,选择DFT中的B3LYP/6-31G*方法对离子液体[Bmim]+分别与CuCN、Cu(CN)2-、Cu(CN)32-、Cu(CN)43-之间的结合能进行分子模拟计算,与各自单体之和进行对比分析,计算结果得出四种复合物的能量在离子液体与氰络化物最优结合位置均能收敛为极小值,从理论上说明离子液体与氰络化物均可形成稳定的复合物,进一步从量子化学角度剖析了氰化物在离子液体支撑液膜的迁移机理和萃取可能性。实验选择PVDF微孔滤膜作为支撑体,以疏水性离子液体[Bmim]PF6为膜溶剂,选用三种技术制备了离子液体支撑液膜,对比考察了各种液膜的性能指标,确定了最佳的制备方法和工艺条件。采用电化学阻抗法研究支撑液膜在传质过程中的膜液流失行为,利用等效电路法对电化学阻抗图谱进行分析,提出等效电路Rs(RmCm)Q能准确地描述支撑液膜膜迁移池的电化学阻抗特征,建立了离子液体支撑液膜膜电阻和电容值与支撑液膜物性变化的对应关系,表明膜电阻Rm和膜电容Cm的变化能无干扰实时地反映膜液流失行为,通过实验对上述体系萃取分离过程中原料液初始浓度、解析液浓度、原料液初始pH等因素进行探究和优化,明确了剪切乳化应为离子液体支撑液膜萃取氰化物过程膜液流失的主要机理。通过考察系列因素对氰萃取率和膜损失率的影响,优化了萃取条件:原料液浓度468.36mg/L、原料液pH为4、离子液体30%、膜浸泡时间1h、解析相NaOH质量分数3%、反应时间1h、反应温度25℃,氰萃取率可达95.31%。微观表征和物性分析表明,离子液体作为膜溶剂能显著抑制膜液流失,克服了传统液膜技术存在的缺点,且该法简单高效,为处理含氰废水提供了新的方法和技术。
李莹雪[2]2015年在《反萃相预分散支撑液膜分离六价铬及其传质机制研究》文中指出2011年,《重金属污染综合防治“十二五”规划》正式拉开了重金属污染治理的序幕,严峻的污染态势使得污染防治之路任重而道远。目前常用的Cr(VI)处理技术发展多年,寻求技术突破也遇到了一定的瓶颈。近年来能够同步去除并回收水中重金属的强化萃取技术-液膜法的衍生正引发着市场的青睐。本文利用萃取法和反萃相预分散支撑液膜法(SLMSD)对水中Cr(VI)进行了去除,分析了传质动力学特征,建立了液膜萃取的总传质系数模型,并利用模型对传质机制进行了讨论,为液膜技术在重金属资源化分离回收领域的应用奠定了理论基础。在络合萃取过程中,探讨了温度、p H、酸性介质、平衡时间等萃取平衡热力学参数对Cr(VI)分离的影响,并对共存物质的干扰作用进行了考察。证明了三(辛-癸)烷基叔胺(N235)是一种低耗、高选择性的Cr(VI)萃取剂,萃取反应属于快速的化学反应过程。在25℃的条件下,0.004 mol·L-1的N235对p H为1.0的Cr(VI)盐酸溶液萃取20 min后,0.1 g·L-1的Cr(VI)去除率可达100%。利用0.1 mol·L-1的Na OH对负载萃合物的萃取体系进行反萃后,反萃率大于96%。以N235为萃取剂,煤油或正庚烷为稀释剂构成萃取体系对Cr(VI)进行分离时,计算得焓变(ΔH)分别为-35.95 k J·mol-1、-45.8 k J·mol-1,吉布斯自由能(ΔG)分别为-7.58 k J·mol-1、-9.67 k J·mol-1,熵变值(ΔS)分别为-95.18 J·mol-1·K-1和-121.24 J·mol-1·K-1。发现萃取反应过程为自发的放热过程。由于萃取反应是两相间的传质过程,故将能提供巨大传质面积的中空纤维膜接触器作为支撑体,以构建的萃取体系作为液膜相,利用SLMSD技术对Cr(VI)进行去除回收,探讨了液体流态和物化性质对Cr(VI)在液膜内迁移的影响。从占地面积上考虑,以立式膜接触器作为反应器最佳。当水相溶液流量为100 m L·min-1,反萃分散相溶液流量为80 m L·min-1,跨膜压差为20 k Pa,有效膜接触面积为0.05 m2,N235浓度为0.02 mol·L-1时,水中0.01 g·L-1的Cr(VI)的去除率大于96%,处理后水质能达到中国工业废水的排放标准。当反萃液Na OH浓度为1.0 mol·L-1时,Cr(VI)的回收率在90%以上。在萃取热力学的基础上,对萃取过程的动力学特征进行了描述。利用摩尔法探讨了N235萃取Cr(VI)的反应机制。根据等摩尔法分析,0.1 g·L-1的Cr(VI)在0.1 mol·L-1的盐酸溶液中以HCr O4-形态存在,然后以摩尔比为1:1的比例与NR3H+进行络合,生成(R3NH+)HCr O4-。萃取动力学特征表明萃取过程是由扩散控制的,萃取反应主要发生在液-液界面上,而不是在本体相内。以N235为萃取剂,正庚烷或煤油为稀释剂构成萃取体系对Cr(VI)进行分离时,萃取反应的表观活化能分别为3.76 k J·mol-1,3.96 k J·mol-1。基于ln[Cr(VI)]、ln[N235]与ln R0之间的关系,得到了N235萃取Cr(VI)的速率方程。利用灰色关联分析法和响应曲面法探讨了影响萃取速率的主要因素以及因素间的交互作用。利用灰色关联分析证明了不同因素对萃取速率影响程度的大小排序为:搅拌速率>温度>界面面积。以N235为萃取剂,正庚烷为稀释剂构成萃取体系时,灰色关联度分别为0.810、0.679、0.617;以N235为萃取剂,煤油为稀释剂构成萃取体系时,灰色关联度分别为0.955、0.712、0.650。说明影响萃取速率的主要因素为搅拌速率。根据响应曲面设计的自变量(搅拌速率、温度和界面面积)与响应值(Cr(VI)的去除率)之间的关系分析,搅拌速率与温度、界面面积之间存在交互作用。以络合萃取的动力学特征和菲克定律为基础,建立了总传质系数模型,验证了模型的可行性,并探讨了液膜分离Cr(VI)的传质机制。混流模型和二维流动模型证明了利用总传质系数模型分析传质行为的可行性。传质阻力主要来自于Cr(VI)在中空纤维膜接触器管程中的扩散和在液膜相内的扩散。当载体浓度在0.004~0.02 mol·L-1之间时,根据混流模型计算出管程内的扩散传质阻力为840 s·cm-1,膜内的扩散传质阻力在2.63′102~5.67′102 s·cm-1之间。根据二维流动模型计算得到管程内的扩散传质阻力为746 s·cm-1,膜内扩散传质阻力在3.04′102~6.27′102 s·cm-1之间。以中空纤维膜接触器为反应器,利用SLMSD技术来分离回收水中Cr(VI)时,由于膜液的及时更新和再生,不仅能将水中的Cr(VI)去除,使出水水质达到工业废水的排放标准,并且能将Cr(VI)资源化浓缩回收,装置长期运行具有稳定性。
裴亮[3]2010年在《分散支撑液膜在稀土金属迁移与分离回收中的应用研究》文中指出本文涉及一种稀土金属的迁移与分离回收技术,主要研究了以多孔高分子聚合物膜为支撑体,有机磷酸为流动载体,煤油为膜溶剂,煤油和流动载体的混合溶液作为膜溶液,膜溶液和HCl溶液组成分散相的分散支撑液膜(DSLM)中几种稀土金属的迁移和分离回收行为,通过传质过程分析,建立相应的数学模型,取得以下研究结果：1、采用以2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯(PC-88A)为流动载体的DSLM体系对La(Ⅲ)、Ce(Ⅳ)、Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)的迁移行为进行了研究.考察了料液相pH、金属离子初始浓度、分散相中HCl浓度、膜溶液与HCl溶液体积比、不同解析剂及不同载体浓度对La(Ⅲ).Ce(IV).Tb(Ⅲ).Eu(Ⅲ).Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)迁移的影响,得出了La(Ⅲ).Ce(IV).Tb(Ⅲ).Eu(Ⅲ).Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)最优迁移条件分别为：分散相中HCl溶液浓度都为4.00 mol/L;膜溶液与HCl溶液体积比分别为30：30、40：20、30：30、30：30、40：20和40：20；载体浓度分别控制在0.160 mol/L、0.160 mol/L、0.100 mol/L、0.160 mol/L、0.100 mol/L和0.160 mol/L;料液相pH分别为4.00、1.00、5.20、4.20、5.00和5.10；在最优条件下,料液相中La(Ⅲ).Ce(Ⅳ)、Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ).Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)的初始浓度分别为8.00×10-5 mol/L.7.O0×10-5 mol/L.1.00×10-4mol/L.8.00×10-5 mol/L.8.00×10-5 mol/L和1.00×10-4mol/L时,分别迁移125 min.75 min、95 min、130 min.95 min和155 min,迁移率分别达到93.9%、96.3%、95.2%、95.3%、96.2%和92.2%。2、采用以二-(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)为流动载体的DSLM体系对La(Ⅲ).Ce(Ⅳ). Tb(Ⅲ).Eu(Ⅲ).Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)的迁移行为进行了研究。考察了料液相pH、金属离子初始浓度、分散相中HCl浓度、膜溶液与HCl溶液体积比、不同解析剂及不同载体浓度对La(Ⅲ).Ce(Ⅳ).Tb(Ⅲ).Eu(Ⅲ).Dy(III)和Tm(Ⅲ)迁移的影响,得出了La(Ⅲ).Ce(IV). Tb(Ⅲ).Eu(Ⅲ).Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)最优迁移条件分别为：分散相中HCl溶液浓度都为4.00mol/L;膜溶液与HCl溶液体积比分别为20：40、30：30、30：30、30：30、20：40和40：20；载体浓度都控制在0.160 mol/L;料液相pH分别为5.00、0.50、4.50、5.00、4.50和5.00；在最优条件下,料液相中La(Ⅲ)、Ce(Ⅳ)、Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)的初始浓度均为1.OOx10-4 mol/L时,迁移35 min, La(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)、Eu(III)、Dy(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)迁移率分别达到94.8%、99.1%、93.7%、98.2%和99.2%,Ce(Ⅳ)迁移30 min,迁移率达到78.3%。稀土金属迁移过程中,最适合的解析剂是HCl; Eu(Ⅲ)的迁移率随离子强度的增加而增加,其它稀土金属的迁移率受离子强度影响不明显。3、PC-88A和D2EHPA混合作为载体时,研究了DSLM体系中Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的迁移行为。考察了分散相中HCl浓度、膜溶液与HCl溶液体积比、料液相pH、金属离子初始浓度、不同解析剂以及混合载体浓度与比例对Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)迁移的影响,得出了Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的最佳迁移条件为：分散相中HCl溶液浓度均为4.00mol/L;膜溶液与HCl溶液体积比分别为20：40、40：20和40：20；膜溶液中PC-88A与D2EHPA浓度均为8.00x10-2 mol/L;料液相pH分别为3.80、4.80和3.80；在最优条件下,料液相中Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的初始浓度都为1.OO×10-4 mol/L时,30 min,迁移率分别达到95.4%、94.6%和97.0%。4、在对单个稀土金属进行DSLM迁移研究的基础上,对混合稀土金属进行了DSLM分离研究,取得了以下结果：(1)PC-88A为载体时,在La(Ⅲ)、Ce(Ⅳ)、Tb(Ⅲ)、Eu(III)、Dy(Ⅲ)、Tm(Ⅲ)混合稀土金属的DSLM分离体系中选择液相酸度为0.50 mol/L、分散相中HCl浓度为4.00 mol/L、膜溶液与HCl溶液体积比为30：30、载体PC-88A浓度为0.160 mol/L时,在此条件下研究各稀土金属在DSLM中的分离行为,当各元素浓度均为1.00×10-4 mol/L时,Ce(Ⅳ)在120min时,可以与其它稀土金属分离。当调节料液相pH为2.80时,300 min时,Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)三种元素与La(Ⅲ)的分离因子分别为3.95、4.87和6.12；与Tm(Ⅲ)的分离因子分别为12.8、15.8和19.8。(2) D2EHPA为载体时,在La(Ⅲ)、Tb(III)、Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)、Tm(Ⅲ)混合稀土金属的DSLM分离体系中选择料液相pH为2.80、分散相中HCl浓度为4.00 mol/L、膜溶液与HCl溶液体积比为30:30、D2EHPA浓度为0.160 mol/L时,在此条件下研究各稀土金属在DSLM中的分离行为,当各金属离子浓度均为1.OOx10-4 mol/L时,80 min时,Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)三种元素与La(Ⅲ)的分离因子分别为9.24、4.81和1.80；与Tm(Ⅲ)的分离因子分别为64.4、33.5和12.6。Tb(Ⅲ)和Eu(Ⅲ)在此条件下可以很好的与La(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)、Tm(Ⅲ)分离。调节料液相pH为2.00时,160 min, Dy(Ⅲ)与La(Ⅲ)的分离因子为23.3；与Tm(Ⅲ)的分离因子为102.9。Dy(Ⅲ)在此条件下可以很好的与La(Ⅲ)与Tm(Ⅲ)分离。La(Ⅲ)和Tm(Ⅲ)的混合溶液,调节料液相pH为3.00,250 min, La(III)与Tm(Ⅲ)的分离因子为19.1。La(Ⅲ)在此条件下可以很好的与Tm(Ⅲ)分离。(3)采用混合载体时,在Tb(III)、Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)混合稀土金属的DSLM分离体系中选择料液相pH为2.60、分散相中HCl浓度为4.00 mol/L、膜溶液与HCl溶液体积比为30：30、混合载体中PC-88A和D2EHPA浓度均为8.00×10-2 mol/L时,在此条件下研究混合稀土金属在DSLM中的分离行为,当各稀土金属初始浓度均为1.00×10-4 mol/L时,80min时,Tb(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)与Eu(Ⅲ)的分离因子分别为24.2和10.7；Tb(Ⅲ)与Dy(Ⅲ)的分离因子为2.26。Tb(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)在此条件下可以很好的与Eu(Ⅲ)分离。调节料液相pH为2.00时,80 min时,Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)与Tb(Ⅲ)的分离因子分别为28.9和19.1。Eu(Ⅲ)、Dy(Ⅲ)在此条件下可以与Tb(Ⅲ)分离。5、通过传质分析,证明料液相和分散相中的氢离子是稀土金属通过DSLM迁移的驱动力：迁移实验表明稀土金属在DSLM中的迁移行为宏观上具有连串反应的动力学特征,推导出稀土金属通过DSLM迁移的速率方程、Rf、Rm和Rs与准一级表观速率常数k1和k2的关系及稀土金属离子迁移的通量方程,获得稀土金属通过DSLM迁移动力学参数k1、k2、tmax、Rmmax、Jfmax及Jsmax。通过膜传质过程机理的探索,建立了稀土金属在DSLM中的传质动力学方程,计算出稀土金属通过DSLM迁移动力学参数Af,△m、df和Dm,得到稀土金属的渗透系数方程,通过实验验证了方程与实验结果较为一致。
王丽[4]2012年在《液膜分离技术处理甘蔗糖厂蔗汁的初步研究》文中认为液膜技术是一种新型膜分离方法,具有快速简便、成本低、能耗低,高生产率和高效选择性等优点。自发明以来,引起世界各国研究者的极大兴趣,目前,液膜技术已应用于湿法冶金、石油化工、环境工程、医药工业等许多领域的分离和提纯。液膜分离技术在制糖工业中的应用研究,国内外还未见报道。本课题首次研究将液膜分离技术用于处理甘蔗糖厂蔗汁,初步探索采用液膜技术处理甘蔗糖厂蔗汁效果,为今后液膜分离技术在制糖行业的应用提供初步实验基础,所做工作主要如下：1、液膜稳定性的研究,研究液膜制备的稳定性影响因素。实验表明：制乳时的搅拌速度、膜溶剂的选择、操作温度、膜内碱浓度以及外相溶液的pH值等因素对液膜的稳定性都有重要的影响。制乳时搅拌速度越高,制得的液膜越稳定；液膜分离过程应该在温度较低的情况下进行,一般控制在常温20℃；外相溶液的pH值对液膜稳定性的影响和内相试剂的pH值相互依赖,液膜处在中性溶液中较稳定。2、模拟糖汁处理实验中,采用添加酚类物质到白砂糖溶液作为模拟糖汁,用液膜分离处理。实验研究表明,经液膜处理后的加标样品总酚含量有所下降,除酚率在10.71%～21.95%,平均除酚率为17.26%。这说明在模拟状态下,用液膜分离处理除去其中的酚类物的试验是可行的。3、实际糖厂蔗汁处理实验,初步探讨液膜分离技术在糖厂蔗汁中的应用,采用单因素以及正交实验进行研究。单因素试验中,分别从表面活性剂用量、乳水比、油内比、内相试剂浓度、混合搅拌速度、混合搅拌时间等几个因素研究了液膜技术处理对混合汁色值、总酚、糖度和简纯度的影响。通过正交试验确定了液膜处理混合汁工艺条件的最优组合,即表面活性剂含量为3%、乳水比1：10、油内比为1：1、处理时间为20min、混合搅拌速度为200r/min。在所得最优工艺条件下进行验证实验,除酚率为14.01%,色值降低率为16.95%,纯度提高数达2.48AP。研究表明,液膜分离技术能够较好的去除甘蔗糖厂蔗汁中的酚类物质、降低色值、提高简纯度。所以在制糖工业中具有较好的应用前景。
王子镐[5]1988年在《液膜分离体系的稳定性研究》文中进行了进一步梳理液膜分离技术是一种很有发展前途的分离手段。不过，目前还存在一些尚待解决的问题，影响着它的工业应用。稳定性问题就是其中的关键之一。 本文分两个部分分别研究了液膜稳定性的两个方面：液膜的溶胀和液膜的破裂。通过大量的实验和理论工作，建立了相应的机理模型和数学模型。 对表面活性剂的界面吸附进行了研究，提出了膜相中表面活性剂有效浓度的新概念。通过推导，提出了有效浓度的计算方法，这就是，根据式 (?) (1-10)算出C_(s∞)~i，若C_s-C_(s∞)~i≥C_(sc)，则C_(sef)=C_s-C_(s∞)~i；若C_s-C_(s∞)~i＜C_(sc)，则通过方程 C_s-C_(sef)=KC_(s∞)~iC_(sef) (1-14)求得C_(sef)。通过实验测定了吸附常数n_(s∞)和K。 对夹带溶胀提出了界面湍动—乳化机理，并据此导出了夹带溶胀的数学模型。通过实验对若干体系的夹带溶胀(称之为乳化溶胀当更合埋)进行了测定，并用实验数据对数学模型进行了参数估值，得到了如下形式的方程： (?) (1-33)
刘红晶[6]2002年在《乳化液膜稳定性及其对铜离子分离的研究》文中研究说明本文针对W／O／W型乳化液膜体系进行相关性能的研究。论文主要进行了两个方面的研究。一方面是对乳化液膜的稳定性进行研究，另一方面是利用所制得的乳化液膜对模拟工业废水中的铜离子进行分离提取。 对乳化液膜稳定性的研究主要集中在以下两点。首先，利用正交实验法考察了表面活性剂浓度、油水比、制乳速度、内水相酸的浓度等因素对乳化液膜破乳率的影响，找到了实验条件下的乳液膜稳定性好的最佳配方。实验表明：表面活性剂浓度为4％(v／v)，制乳机转速为4000r／min，油水比为2:1，内水相酸的浓度为1.0mol／1时，乳液膜的破乳率最低。然后，以四种不同溶剂作为油相来制得乳液，考察出乳液膜分离过程中起始单重乳液、多重乳液和回收乳液的相关性。并得到如下结论，起始乳液稳定性好，不能保证多重乳液的稳定也好，而多重乳液稳定，其回收乳液通常也稳定。起始乳液与回收乳液的不同在于水含量的不同，而多重乳液的稳定性则不得不考虑搅拌条件下的乳液破坏和溶胀问题。另外还研究了起始乳液粘度随时间的变化，证明粘度随时间的变化体现了粘度随乳液水含量的变化。同时通过实验对比可知甲苯和邻二甲苯是较好的制膜溶剂。 对乳液膜体系分离铜离子的研究，主要是考察分离条件(如外水相的PH、内水相酸的浓度，外水相铜离子的浓度，载体种类、载体浓度、表面活性剂的浓度等)对铜离子提取程度的影响，通过实验得到，外水相的PH值是乳液膜分离铜离子的一个重要原因，这主要是由于Cu(OH)_2溶度积和界面反应的化学平衡决定的。在条件选择适当的条件下，萃取率可达到99％以上。并且通过实验可知，乳液的溶胀对分离非常不利，它使得内水相环境发生改变(如水渗透到内水相改变内水相酸的浓度等)，甚至会导致分离的过程不能继续，而内水相富集率高会助长溶胀的发生。
姚盛宇[7]2016年在《多重光散射技术研究乳液体系的稳定性和流变性》文中研究指明乳液的稳定性一直是乳液生产和应用过程一个非常基本且重要的问题。乳液稳定性与体系流变性有关,过去主要通过机械流变仪测定体系流变性,采用宏观目测相分离方法研究乳液的稳定性。机械流变仪需要将机械力作用在样品上,对样品有破坏作用。而基于多重光散射原理的稳定性仪和扩散波谱仪通过对乳液体系多重散射光信息的分析可以得到表征乳液稳定性的参数W和粒径变化以及储能模量G’、损耗模量G"、均方位移MSD和粘度η等信息。这种光学测量方法的优点是测定时对体系完全无破坏作用。Span-80(失水山梨醇单油酸酯)和OP-4[辛基酚聚氧乙烯(4)醚]是两种可用于制备水／油(W/O)型乳化液膜体系的油溶性乳化剂。这两种乳化剂制备的乳液表现出不同的乳化性能和稳定性。本文采用多重光散射稳定性仪和扩散波谱仪分别研究了两种乳液体系Span-80/癸烷/HCl和OP-4/癸烷/HCl的稳定性及流变性,考察了温度、乳化剂浓度和内相盐酸浓度对乳液稳定性参数、液滴粒径、G'、G"、η和MSD等参数的影响,对乳液稳定性与流变性的关系进行了关联,探讨了乳液破乳的稳定和破乳机理。主要研究结果如下：1. Span-80/癸烷/HCl乳液体系的稳定性。(1)温度对乳液稳定性的影响。随着温度升高,乳液稳定性降低。(2) Span-80浓度对乳液稳定性的影响。乳液稳定性随着Span-80浓度的增加而提高。(3)HCl浓度对乳液稳定性的影响。随着HCl浓度升高,乳液稳定性先升后降。(4)萃取剂D2EHPA[二(2-乙基)己基磷酸酯]和TBP(磷酸三丁酯)对乳液稳定性的影响。D2EHPA和TBP的存在会使乳液的稳定性有所降低,D2EHPA的影响更为显著。2. Span-80/癸烷/HCl乳液体系的流变性。(1)温度的影响。随着温度的升高,乳液的G'和G'都减小。(2) Span-80浓度的影响。乳液的G'、G"和粘度η均随着Span-80浓度的增加而减小,但当Span-80浓度大于3%后G'、G"和η大小相近,Span-80浓度对乳液的G'、G"和η影响很小。(3)HCl浓度的影响。在0-4 mol·L~(-1)范围,当HCl浓度为3 mol·L~(-1)时乳液的G'、G"和η最大。MSD的变化规律和G'、G"、η相反。3.OP-4/癸烷/HCl乳液体系的稳定性。(1)温度对乳液稳定性的影响。随着温度升高,乳液稳定性降低。(2)OP-4浓度对乳液稳定性的影响。乳液稳定性随着OP-4浓度的增大而提高。(3)HCl浓度对乳液稳定性的影响。随着HCl浓度升高,乳液稳定性先上升后下降(4)萃取剂对乳液稳定性的影响。D2EHPA和TBP会使乳液的稳定性有所降低,D2EHPA的影响更为显著。4.OP-4/癸烷/HCl体系的流变性。(1)温度的影响。随着温度的升高,乳液体系的G'、G"和η均减小,当温度达到50℃后,随着温度的升高,体系的G'、G"和η均反而增大。(2)OP-4浓度的影响。G'、G"和η均随着OP-4浓度的增加而增大。(3)HCl浓度的影响。当盐酸浓度为1-4 mol·L~(-1)时,随着HCl浓度的增加,乳液的G'、G"和η均减小。MSD的变化规律和G'、G"、η相反。5.两种乳液体系总体上符合体系粘弹性越大稳定性就越高的规律。Span-80/癸烷/HCl体系受温度和HCl浓度的影响较小,OP-4/癸烷/HCl体系受影响较大。
曾昭容[8]2009年在《离子液体支撑液膜在苯/环己烷混合体系分离中的研究》文中提出液膜作为新型分离技术始于上世纪60年代,支撑液膜由于其具有传质速率高与选择好等特点,受到广泛关注,但是其不稳定性阻碍了支撑液膜的推广应用。本研究将室温离子液体和支撑液膜相结合,构成新型离子液体“充填型”支撑液膜,提高分离过程稳定性,发展新型离子液体支撑液膜的理论与方法。离子液体“充填型”支撑液膜利用常温常压下,室温离子液体无可测蒸汽压、粘度高等特点,避免膜液挥发,提高支撑膜液本身的稳定性。使用蒸汽渗透方式完成膜分离操作,采用气相进料方式,避免了膜液和“膜外”的液体直接接触产生的乳化流失现象。根据离子液体的亲疏水特性,选择支撑液膜的多孔支撑基膜,增强膜液和支撑体间相互作用。同时利用微孔产生的毛细管力提高对跨膜压差的耐受力,阻止膜液向膜外“流失”。此外,通过适当选择阳离子、阴离子及其取代基,明显改变离子液体的物理化学特性,可以根据实际需要设计合适的离子液体。本文分别使用[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C4mim][BF4]、[C6mim] [BF4]、[C8mim][BF4]、[4-Mebupy][BF4]、[3-Mebupy][BF4]作为膜液、聚偏二氟乙烯超滤膜作为支撑载体,成功制备离子液体“充填型”支撑液膜,并对苯/环己烷混合物进行了蒸汽渗透分离实验。实验结果表明,该膜对苯/环己烷混合物具有一定的分离效果,苯优先透过膜,温度或原料液中苯浓度升高均会导致分离因子下降,渗透通量上升。30℃下,利用[3-Mebupy][BF4]离子液体支撑液膜(Supported Ionic Liquid Membrane, SILM)分离等体积配比的苯和环己烷混合物,分离因子可达32.85,渗透通量11.4g/m2·h。利用[C4mim][PF6]SILM分离苯和环己烷混合物连续运行225小时分离性能稳定。本文使用溶解—扩散模型对实验结果进行了模拟,预测值与实验值变化规律一致,为离子液体选择提供了一定的理论依据。在分离类似共沸体系时,使用离子液体支撑液膜进行蒸汽渗透分离过程,具有良好应用前景。
刘阁[9]2006年在《Tween80-（NH_4）_2SO_4-H_2O体系对锌基中微量镉的分离富集研究》文中进行了进一步梳理锌与镉同属ⅡB元素,化学性质十分相似,但锌是有益于人体的元素,镉却是有害物质。锌、镉分离与钴、镍分离一样,是湿法冶金、环保及分析化学领域里经常遇到的问题。 聚合物-盐-水萃取是近几年才迅速发展起来的一类新型萃取体系。在无机盐存在下,水溶性高聚物可以分为聚合物固相和盐水相,利用物质在互不相溶的两相之间分配系数的差异实现分离,控制一定的条件,可以完成所需物质的萃取分离。与以往传统的有机溶剂萃取法相比,具有操作简单、萃取率高、所用试剂价廉、无毒等优点,具有广阔的应用前景。 本课题利用Twecn80-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系对锌基中微量镉的分离富集研究。通过反复的摸索、试验,最终确立了最佳的分离条件,该方案可使富集分离后的镉的回收率达到98%以上,主要工作如下: 1、探讨了聚合物-盐-水萃取体系成相影响因素及影响物质在两相间分配的因素,如聚合物浓度、无机盐的种类及浓度、聚合物的分子量、溶液酸度等。 2、研究了结晶紫、碘化钾和镉在Tween80-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系中的分配行为。通过大量的试验,对影响萃取分离的酸度、显色剂的用量、盐用量等诸多因素进行了分析,进行了在不同锌量下镉的混合分离实验。 3、确定了最佳萃取分离条件,即:在总体积一定的条件下,加入4.5mol/L的硫酸溶液3.0mL、30%碘化钾溶液2.0mL、0.24%的结晶紫溶液1.0mL,混合金属离子,再加入30%的Tween80溶液10mL,用水稀释至25mL。然后加入6.0g的硫酸铵固体分相,进行了zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的混合分离实验。 4、对萃取机理进行了初步的研究,通过摩尔比法测定了Tween80固相中镉与结晶紫、碘化钾的络合组成。初步探讨了聚合物-盐-水萃取体系中对金属离子的萃取是络合作用、静电引力等多种因素的综合结果。 5、在萃取分离的基础上,探索了Tween80-(NH_4)_2SO_4-KI-CV体系测定微量镉和PVA-OP-SCN~--RhB体系测定锌的新方法,确定了最佳测定条件。 6、在试验的基础上,利用模糊预测技术确定了微量镉的分离富集及测定过程中溶液的酸度、显色剂用量、分相盐用量和聚合物浓度对萃取率和镉测定之间的非线性时变关系,建立了模糊预测模型,可预测出在一定范围内溶液的酸度、显色剂用量、分相盐用量及聚合物浓度对萃取率和镉测定的影响,确定最佳的分离
张志伟[10]2008年在《中空纤维支撑液膜对丙烯/丙烷分离性能的研究》文中认为膜法分离与传统的分离技术相比具有低能耗、操作方便、高效率、占地面积小、过程简单(易放大与自控)、不污染环境、便于与其他技术集成等优点,使其具有很大的应用潜力。膜法烯烃／烷烃有机气体分离技术是膜分离技术的热点及重要的发展方向之一。本论文采用耐温等级较高的含二氮杂萘联苯结构的聚芳醚砜酮PPESK(Tg为263～305℃)为膜材料,以干-湿相转化法制备中空纤维基膜,采用AgNO3水溶液为膜液,制备了以银离子为载体的基于促进传递机理的中空纤维支撑液膜。本文首先研究了相转化法制备的中空纤维基膜的结构与性能。系统研究了多种因素的影响,例如聚合物浓度、聚合物分子量、非溶剂含量、铸膜液温度、凝胶浴温度、干—湿法纺丝空气间隙等工艺条件对中空纤维基膜结构和性能的影响。采用扫描电镜观察、测试气体渗透率和分离系数等方法对基膜结构和性能进行了表征并总结其中的规律。通过研究,总结出适合丙烯和丙烷分离的基膜制备工艺。其次,以AgNO3水溶液为膜液,成功制备了以Ag+为载体的基于促进传递机理的中空纤维支撑液膜。采用扫描电镜观察、测试气体渗透率和分离系数等表征手段系统研究了Ag+含量、浸泡时间、基膜的结构、测试压力、测试温度和长时间间隔使用等条件对中空纤维支撑液膜结构和性能的影响。研究表明,当Ag+含量为0.05g／ml、浸泡时间为168h、基膜的质量分数为24%、临近比为0.2、铸膜液温度为35℃、凝胶浴温度为12℃、进气压力100 KPa、测试温度25℃时,PPESK支撑液膜对丙烯／丙烷的分离性能最佳,分离系数达到21.32。
参考文献：
[1]. 液膜材料制备及其处理含氰废水过程机制研究[D]. 李国平. 西安建筑科技大学. 2017
[2]. 反萃相预分散支撑液膜分离六价铬及其传质机制研究[D]. 李莹雪. 哈尔滨工业大学. 2015
[3]. 分散支撑液膜在稀土金属迁移与分离回收中的应用研究[D]. 裴亮. 西安理工大学. 2010
[4]. 液膜分离技术处理甘蔗糖厂蔗汁的初步研究[D]. 王丽. 广西大学. 2012
[5]. 液膜分离体系的稳定性研究[D]. 王子镐. 北京化工大学. 1988
[6]. 乳化液膜稳定性及其对铜离子分离的研究[D]. 刘红晶. 大连理工大学. 2002
[7]. 多重光散射技术研究乳液体系的稳定性和流变性[D]. 姚盛宇. 广西大学. 2016
[8]. 离子液体支撑液膜在苯/环己烷混合体系分离中的研究[D]. 曾昭容. 清华大学. 2009
[9]. Tween80-（NH_4）_2SO_4-H_2O体系对锌基中微量镉的分离富集研究[D]. 刘阁. 昆明理工大学. 2006
[10]. 中空纤维支撑液膜对丙烯/丙烷分离性能的研究[D]. 张志伟. 大连理工大学. 2008
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