科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
研究了硫酸体系中酸性含磷萃取剂2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯（P507）对Ⅴ（Ⅳ）及Fe（Ⅱ）萃取分离性能和萃取机制。萃取实验考察了水相初始pH，温度、萃取剂浓度对Ⅴ（Ⅳ）萃取性能的影响，探究了相比对萃取分离Ⅴ（Ⅳ）和Fe（Ⅱ）性能的影响。结果表明：在钒、铁浓度（C）分别为CⅤ=0.22 g·L-1和CFe=0.5 g·L-1的原料液条件下，萃取温度为室温、有机相体积组成为20%P507+80%磺化煤油、水相初始pH=2，相比（O/A）=1∶6及萃取时间为5 min时，Ⅴ（Ⅳ）的萃取率达到96%，而Fe（Ⅱ）的萃取率仅为8%，分离系数达到291,Ⅴ（Ⅳ）与Fe（Ⅱ）可有效分离。萃取热力学实验先采用饱和容量法研究了当水相初始pH值为2时，P507对Ⅴ（Ⅳ）的萃取机制，结果显示萃合物中Ⅴ（Ⅳ）与P507的摩尔比，即萃合比（[Ⅴ]/[P507]）为1∶2，并得到相应的萃取方程。再考察不同萃取液pH值、萃取剂浓度及萃取温度对Ⅴ（Ⅳ）和Fe（Ⅱ）分配比的影响，计算得萃取Ⅴ（Ⅳ）和Fe（Ⅱ）反应的平衡常数（K）、焓变（ΔH）、自由能变（ΔG）及熵变（ΔS）。其中平衡常数KⅤ=1×10-2.35,KFe=1×10-2.95说明在室温时，该体系条件对Ⅴ（Ⅳ）的萃取更完全，反应得也更彻底。?H（Ⅴ）=8.48 kJ·mol-1，在较低温度时?H（Fe）1=38.96 kJ·mol-1，而在较高温度时?H（Fe）2=-21.31 kJ·mol-1表明低温下该萃取过程为吸热反应，温度的升高导致萃取率不断提升。?G（Ⅴ）=5.7 kJ·mol，?S（Ⅴ）=9.32 J·K-1·mol-1，?G（Fe）=16.8 kJ·mol-1，较低温度时?S（Fe）1=74.3 J·K-1·mol-1以及较高温度时?S（Fe）2=-127.8 J·K-1·mol-1，?G（Ⅴ）<?G （Fe）证明了该萃取体系是优先萃取Ⅴ（Ⅳ）的，且萃取Ⅴ（Ⅳ）比萃取Fe（Ⅱ）更加完全，与Ⅴ（Ⅳ）形成的萃合物也更加稳定。分别对纯P507及萃取Ⅴ（Ⅳ）后有机相和萃取Fe（Ⅱ）后有机相进行红外光谱分析，进一步说明萃取主要发生在P-OH上。且由于钒氧双键与萃取剂P507的磷羟基形成了P-π共轭键，故与Fe（Ⅱ）相比，Ⅴ（Ⅳ）更容易被萃取剂萃取且更加稳定。
- 单位
