单一萃取剂体系的动力学、界面化学和萃取机理研究——2.胶束萃取体系的动力学

通过萃取动力学、萃取机理和界面化学的研究,证实了单一M_1PA胶束萃取剂体系萃取Al~(3+)的过程是受化学反应控制的。虽然也存在着界面反应,但控制反应主要发生在胶束相内部。讨论了胶束和液-液界面反应区的反应机理,并得到了萃取动力学模型。     

酸性萃取剂萃取动力学通用模型

本文对有机磷酸萃取金属离子的动力学过程的界面吸附、扩散和化学反应进行了综合分析,提出了一个通用的界面吸附—扩散—反应的动力学模型。运用本模型可以定量判断萃取过程处于扩散控制,扩散—反应控制或化学反应控制的参数的数值条件。这些参数包括反应速度常数,扩散系数,表面过剩,界面膜厚度以及反应物浓度,pH等。本模型已用于计算P507萃取Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的动力学数据。     

界面化学反应控制的萃取动力学研究——新协萃体系D2EHPA-MEHPA萃取Al~(3 )动力学及反应机理

本文研究了D2EHPA-MEHPA混合萃取剂萃取Al~(3 )的动力学。观察到该体系具有双重协萃放应,既增加Al~(3 )的分配系数,又提高Al~(3 )的萃取速率。从动力学和表面化学的研究结果,证实该混合萃取剂萃取Al~(3 )为界面化学反应控制机制。建立了该混合萃取剂萃取Al~(3 )的反应速率方程式。根据萃合物组成及其红外光谱的研究结果,得到了协萃络合物组成及其生成反应方程式,并讨论了协萃机理。     

反相胶束及微乳液形成模型枯铀液液萃取中的应用

经典的萃取化学侧重于萃合物的组成和结构的测定。我们认为在研究铀液液萃取机理时必须考虑萃取剂在萃取有机相中的聚集现象,只有从形成反相胶束和微乳液的观点。才能更本质揭示萃取机理。研究了Ｐ２０４萃取铀的界面化学模型和三正辛胺萃取硫酸铀酰的反相胶束模型,并解释了萃取体系第三相与ＷｉｎｓｏｒⅢ微乳液的关系。     

反相胶束及微乳液形成模型在铀液液萃取中的应用

经典的萃取化学侧重于萃合物的组成和结构的测定。我们认为在研究铀液液萃取机理时必须考虑萃取剂在萃取有机相中的聚集现象,只有从形成反相胶束和微乳液的观点,才能更本质揭示萃取机理。研究了P204 萃取铀的界面化学模型和三正辛胺萃取硫酸铀酰的反相胶束模型,并解释了萃取体系第三相与Winsor Ⅲ微乳液的关系     

单一萃取剂体系的萃取动力学、界面化学和萃取机理研究 1．有机磷酸萃取体系的界面化学和萃取机理

本文研究了不同结构有机磷酸萃取剂体系对AI^3 萃取的界面化学，发现单烷基磷酸萃取剂的胶团化倾向与烷基结构有关，长碳链单烷基磷酸M1PA（烷基R的C数为17）和M2PA(烷基R的C数为12），在非极性溶剂中具有强烈的胶团化作用，而烷基碳数为8的单烷基磷酸MEHPA（异辛基磷酸）则不产生胶团化作用。单烷基磷酸的界面活性高于二烷基磷酸D2EHPA，而单烷基磷酸的界面活性随着其烷基碳数增加而增加。通过萃取机理研究得到了单一M1PA萃取剂－AI^3 的萃合物组成及萃取反应方程式。     

季铵盐从氰化液中萃取金的宏观动力学

本文采用恒界面池(Lewis池)研究了氢氧化三烷基甲胺在碱性氰化液中苹取金的宏观动力学特征。通过对实验结果及理论分析的比较判定了苹取反应的动力学过程为扩散控制,且扩散阻力集中在水相。实验条件下萃取反应的宏观动力学速率方程可由下式表示:     

HDEHP从硝酸底液中萃取UO_2~(2+)动力学研究

本文采用上升液滴法研究HDEHP-煤油溶液从硝酸底液中萃取UO_2~(2+)的动力学。根据本文实验数据,HDEHP萃取UO_2~(2+)的速率可以下列动力学方程表示:R=K[UO_2~(2+)]aq[HA]~2(o)实验测定了改变温度(15至40℃)对萃取速率的影响,用Arrhenius式可求得萃取反应的表观活化能为16.0kJ/mol。由实验结果推测,HDEHP从硝酸底液萃取UO_2~(2+)的反应,可能按下列三步进行:其中反应(1)生成两相界面配合物是萃取速率的控制步骤.     

酸性萃取剂Cyanex 272对Y（Ⅲ）的萃取与反萃取动力学：Xiong Y．，et al．，Solvent Extraction and Ion Exchange

在具有层流方式的恒定界面的槽中，用Cyanex 272(溶于庚烷中)作酸性萃取剂，对Y(Ⅲ)的萃取与反萃取动力学进行了研究。选定了试验的流体动力学条件，以便将扩散对实测的反应速率的影响减至最小。界面面积与反应速率之间呈线性关系，这表明化学反应最大可能发生在界面。     

萃取体系反向胶束和W／O微乳液的形成

本文评述了国内外学者在萃取体系反向胶束和微乳液领域的研究成果。探讨了胺类萃取和协同萃取体系中反向胶束的形成对萃取分配比的影响，以及某些萃取体系第三相与ＷｉｎｓｏｒⅢ微乳液的关系，并从形成反向胶束或微乳液的角度对萃取规律作了概括。     

胺类萃取剂萃取镓的界面特性研究

通过测定胺类萃取剂ＳＡＢ－１７２，ＴＡＢ－１９４，ＴＯＡ于盐酸介质中萃取镓（Ⅲ）体系的液－液界面张力，研究了萃合物的液－液界面特性；考察了有机添加剂正辛酸、无机电解质氯化钠以及温度对临界胶团浓度的影响，定性地解释了ＳＡＢ－１７２，ＴＡＢ－１９４，ＴＯＡ萃取镓的化学作用，可能是在两相界面上进行的；计算了胶团化过程的热力学量．     

新协同萃取体系的动力学研究

本文研究了D2EHPA-H_2RPA萃取Al~(3 )的动力学。发现该混合体系萃取Al~(3 )同时具有动力学和热力学两种协萃效应:既增加Al~(3 )的萃取速率,又提高了Al~(3 )的分配系数。多方面的研究结果证实该体系萃取Al~(3 )为界面化学反应控制机制。该体系为具有应用前景的新型混合萃取剂体系。     

阻萃体系的动力学和界面特性以及用动力学方法萃取分离金属的研究

二烷基磷（膦）酸（D2EHPA、EHEHPA） 中性磷（膦）酸脂（TRPO、TBP）对Fe（Ⅲ）苹取的动力学研究表明：与单一二烷基磷（膦）酸革取相比，添加中性磷（膦）酸脂后，Fe（Ⅲ）的反应速率常数（KFe）下降，而动力学阻草效应（rk）的次序为TRPO＞TBP。基于对Fe（Ⅲ）的萃取动力学研究结果，提出了利用动力学方法车取分离有价金属与Fe（Ⅲ）的几种可行性。以EHEHPA－TRPO－Fe（Ⅲ）体系为代表，研究了该革取体系的动力学和界面化学，得到了有关界面活性参数，证实了该混合车取剂车取Fe（Ⅲ）过程的动力学控制机制，阐明了动力学阻萃的原因。     

煤化工废水中苯酚的络合萃取机理及模型

为了探讨煤化工废水中苯酚的络合萃取机理及模型,以TOA-煤油为络合萃取剂对苯酚进行了络合萃取实验,考察了络合剂浓度、反应温度对萃取平衡分配系数的影响,并基于傅里叶红外分析、液液萃取模型等,探讨了络合萃取过程的机理及建立了苯酚络合萃取的数学模型。结果表明,提高络合剂浓度和降低反应温度有利于萃取平衡分配系数的增加;TOA萃取苯酚属于氢键和离子缔合;TOA与苯酚形成络合物的络合比为1∶1;TOA萃取苯酚的过程为放热反应;TOA络合萃取苯酚的数学模型在不同络合萃取剂浓度下的相对误差为4.46%,在不同温度下的相对误差为1.97%,对实验过程中苯酚的分配系数的预测具有较高的可靠性。     

铀的液液萃取机理

本文对铀（Ⅵ）的液液萃取机理的发展进行综述，包括铀二元及三元协萃体系的分类；协萃原理；在三元协萃系统中正交设计法的应用；铀萃取中空间堆积模型的应用；用滴定量热法进行协萃热力学的研究以及用反相胶束的形成和油／水微乳液来解释萃取机理。     

提高钍萃取率和反萃取率的研究

用Ｐ３５０为萃取剂，对萃余水相（钍渣盐酸分解液经ＴＢＰ萃取铀、铁后的溶液）中的钍进行了提高萃取率和反萃取率的研究。结果表明，在萃取料液中补加适量ＨＮＯ＿３，增加ＮＨ＿４ＮＯ＿３用量，可大幅度提高钍的萃取率；加适量氨水于水中作反萃取剂，可提高钍的反萃取率。     

稀释剂对铜萃取剂动力学相分离性能的影响

将自选的石油馏份用作稀释剂与目前国际上常用的铜萃取剂Ｍ５６４０及ｉｘ９８４配成萃铜有机相，考虑不同各类的自选稀释剂对铜萃取剂的萃取及反萃动力学，萃取及反萃相分离性能的影响。测定了各体系萃取及反萃平衡分数与反应时间的关系，并用作图法求出了萃取及反萃的分相时间。实验结果表明，自选稀释剂中ＤＳＲ３与Ｍ５６４０及Ｌｉｘ９８４配制的萃铜有机相的动力学及相分离性能均很好。     

界面化学反应控制的萃取动力学及平衡研究 有机磷酸化学结构的影响

本文研究了二烷基磷(膦)酸酯萃取剂的化学结构对Fe(III)的萃取平衡、动力学性能的影响。研究结果表明,随着二烷基磷(膦)酸酯的pKa值(或取代基的诱导常数总和|∑δ(?)|函数),以及取代基的空间位阻效应的增加,Fe(III)的表观萃取平衡常数(K)和反应速率下降。计算了萃取过程的热力学函数和活化能。     

高冰镍浸出液萃取净化流程

本文用一种新的磷类萃取剂５７０９对高冰镍硫酸选择性浸出液中的镍和钴、铜、铁、铅、锌等萃取性能进行了研究，确定了萃取净化分离的工艺条件。水相料液经过萃取后，萃余液达到１号电镍新液标准，镍收率大于９９％；负载钴等金属的有机相先用低酸反萃钴、铜、锌、铅镍后，再用３ｍｏｌ／Ｌ硫酸反萃除铁；除去金属后的有机相再用ＮａＯＨ溶液皂化复用。有机相在１０台φ２０ｍｍ离心萃取器组成的萃取回路试验中复用了７４次，证明性能稳定。     

用MIBK萃取剂从含金铂钯的贵液中萃取金的研究

采用甲基异丁基酮(MIBK)萃取剂从含金、铂、钯的贵液中用萃取金, 研究了MIBK 萃取剂对金的萃取性能, 并探讨了其萃取机理。实验表明:在一定条件范围内, MIBK 萃取金分配比受[H⁺] 和[Au]o 的影响很小, 受相比影响较大;其萃取是按照羊盐机理萃取的, 即金在有机相中主要是以[RH⁺] [AuCl₄^-] 缔合物的形式存在;MIBK 萃取金不但速度快, 而且萃取率高, 当贵液中含金为310 mg/L, 相比为0.1(有机相/ 水相), 萃取时间为6 min 时, 其一级萃取率可达99 %以上。