重金屬離子在離子液體大塊液膜中的遷移規(guī)律研究.pdf

1、含高濃度的重金屬廢水進(jìn)入水體后,會影響水體,危害水生生物,同時也嚴(yán)重危害到人體的健康。因此,研究重金屬分離回收技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。離子液體(ILs)是一種新型“綠色溶劑”。本論文設(shè)計合成了兩種離子液體,分別為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM]PF6)和1-丁基-3-乙基咪唑六氟磷酸鹽([BEIM]PF6)。并以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)揮發(fā)性有機溶劑作為膜溶劑；以有機膦酸類2-乙基己基膦酸-單-2-乙基己基酯(簡稱P507)為載體；研究

2、了重金屬離子中的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)在P507/離子液體內(nèi)耦合大塊液膜遷移體系中的遷移規(guī)律,考察了不同膜溶劑、料液相pH、膜相載體濃度和反萃劑對遷移的影響。取得了以下實驗結(jié)果：
　　1.離子液體的合成以溴代正丁烷、N-甲基咪唑、N-乙基咪唑和六氟磷酸銨為原料,采用微波合成法合成了疏水性離子液體[BMIM]PF6和[BEIM]PF6,采用通過紅外光譜法對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行了對比,證明所得產(chǎn)品即是所需要的

3、離子液體。
　　2.金屬離子在大塊液膜中的遷移實驗以P507為流動載體,以離子液體為膜溶劑,分別研究了Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)以及Zn(Ⅱ)在大塊液膜中的遷移規(guī)律。Pb(Ⅱ)的遷移實驗：適當(dāng)增大料液相pH、膜相載體濃度和反萃相HNO3濃度均能提高Pb(Ⅱ)的遷移率,但它們的濃度過高,Pb(Ⅱ)的遷移率反而下降；Pb(Ⅱ)的最佳遷移條件為：料液相中pH 3.6,膜相載體P507濃度0.015mol/L,反萃相HNO3為2mol/L,對

4、初始濃度為2.5×10-4mol/L的Pb(Ⅱ)遷移120min,遷移率達(dá)到95％。Cd(Ⅱ)的遷移實驗：適當(dāng)增大料液相pH、膜相載體濃度和反萃相H2SO4濃度均能提高Cd(Ⅱ)的遷移率,但它們的濃度過高,Cd(Ⅱ)的遷移率反而下降；Cd(Ⅱ)的最佳遷移條件為：料液相中pH 5.2,膜相中載體P507濃度為0.02mol/L,反萃相中H2SO4濃度1mol/L,對初始濃度為2.5×10-4mol/L的Cd(Ⅱ)遷移100min,遷移率達(dá)

5、到93%。Zn(Ⅱ)的遷移實驗：適當(dāng)增大料液相pH、膜相載體濃度和反萃相H2SO4濃度均能提高Zn(Ⅱ)的遷移率,但它們的濃度過高,Zn(Ⅱ)的遷移率反而下降；Zn(Ⅱ)的最佳遷移條件為：料液相中pH 2.9,膜相中載體P507濃度為0.02mol/L,反萃相中H2SO4濃度3mol/L,對初始濃度為2.0×10-4mol/L的Zn(Ⅱ)遷移100min,遷移率達(dá)到94%。
　　3.金屬離子的分離實驗在對單個金屬離子遷移實驗的基礎(chǔ)

6、上,利用離子液體液膜體系,對這三種金屬離子彼此間的分離進(jìn)行了討論。實驗結(jié)果如下：Pb(Ⅱ)與Cd(Ⅱ)的分離：選擇料液相金屬離子初始濃度均為2.5×10-4mol/L,料液相pH 3.5,P507濃度0.02mol/L,反萃相選擇2mol/LHNO3,遷移120min后,分離因子為352,Pb(Ⅱ)遷移92%,而Cd(Ⅱ)只遷移8%,Pb(Ⅱ)與Cd(Ⅱ)實現(xiàn)了分離。Pb(Ⅱ)與Zn(Ⅱ)的分離：選擇料液相Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)濃度均為

7、2.0×10-4mol/L,pH控制在2.9,緩沖溶液調(diào)節(jié)離子強度I=0.5,反萃相選擇2mol/LH2SO4、遷移120min,最終Zn(Ⅱ)遷移90%,分離因子72。Zn(Ⅱ)與Cd(Ⅱ)的分離：選擇料液相Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)濃度均為2.0×10-4mol/L,pH控制在3.0,緩沖溶液調(diào)節(jié)離子強度I=0.5,反萃相選擇2mol/LH2SO4、載體濃度為0.02mol/L,室溫下遷移120min,分離因子為457,Zn(Ⅱ)遷移9