功能性离子液体复合萃取体系的构建及其对含锌废水处理试验研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zly13631743
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离子液体由于具有独特的物化性质,取代有机溶剂成为在萃取分离、合成催化以及电化学等领域均有广泛应用的新型绿色溶剂。其中,由于离子液体对环境污染极小,因而受到了环境工作者的广泛关注。针对电镀行业以及膜处理浓缩液等含Zn2+离子废水选择性处理与回收的问题,本文通过微波辅助间接合成法制备了一种疏水功能性咪唑离子液体,并与传统的咪唑离子液体混合构建了功能性离子液体复合萃取体系,以此取代溶剂萃取法中对环境危害较大的有机溶剂,实现了对含Zn2+等重金属废水的萃取处理,主要内容如下:1.在不同微波强度合成条件下制备了1-己基-3-(3-甲基硫脲基丙基)咪唑六氟磷酸盐[HMPSM][PF6],其中,在800W微波条件下所合成的疏水功能性离子液体离子液体具有最高的纯度96.3%;2.经考察,选定25℃,pH为5,金属离子初始浓度为100mg/L,水-离子液体两相体积比为50时为最适萃取条件。研究结果表明:单一使用所合成的功能性离子液体[HMPSM][PF6],较之传统的咪唑型离子液体[HBim][PF6],可以将Zn2+的萃取率从40%左右提高至83%;其促进机理在于功能性离子液体中引入的硫脲基团与Zn2+之间存在路易斯酸碱配合作用,在静电吸附作用的基础上额外增加了反应位点,使得Zn2+萃取效果大大增强。3.进一步使用90%硫脲基咪唑离子液体[HMPSM][PF6]与10%非功能性咪唑离子液体[HBim][PF6]组成了新的复合萃取体系,与单一的功能性离子液体相比,对Zn2+的83%的萃取率又额外提高了7%,可以达到90%以上,并且该复合体系在可用于一定盐(1%-5%Na Cl)浓度下Zn2+的选择性分离。特别地,可以用超声波作为辅助手段,复合萃取体系的萃取时间会从60min缩短至10min左右;复合萃取体系在离子液体与金属离子间的静电作用、路易斯酸碱配合作用、空间位阻变化作用等多重萃取促进机制下也进一步表现出更好的萃取性能。4.根据酸性镀锌废水的实际水质配制了模拟废水,使用离子液体复合萃取体系对其进行萃取处理,结果表明本文所合成的离子液体对模拟电镀废水中的金属离子萃取效果受水中COD、TN等影响不大,萃取率仍在85%以上。另外,使用硝酸对萃取实验中所得的含有锌离子的功能性离子液体进行反萃,结果表明每次反萃后仅损失不到2.5%的离子液体,回收后的功能性离子液体萃取性能只下降1.5%左右,可以实现萃取体系的多次重复回收再利用。
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