溶劑萃取過(guò)程新技術(shù)進(jìn)展（二）

    溶劑萃取是重要的傳質(zhì)單元操作 ,其基本原理是通過(guò)溶質(zhì)在兩種互不相溶 ( 或部分互溶 ) 的液相之間分配不同的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)液體混合物溶質(zhì)之間的分離或提純。溶劑萃取通常在常溫或較低溫度下進(jìn)行 ,具有能耗低的特點(diǎn) ,較適用于熱敏性物質(zhì)的分離 ,可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益較佳的逆流操作, 有利于連續(xù)化的大規(guī)模生產(chǎn) 。其應(yīng)用范圍已遍及石油 、化工 、濕法冶金、醫(yī)藥 、原子能 、生物工程 、新材料 、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域 。溶劑萃取法具有選擇性高 、分離效果好的優(yōu)點(diǎn)。

超臨界流體萃?。?

   超臨界流體技術(shù)是一項(xiàng)迅速發(fā)展的新技術(shù),也是近些年來(lái)熱點(diǎn)研究課題，所謂超臨界流體 ,是指處于臨界溫度和臨界壓力以上的流體。這種流體兼有氣液兩相的特點(diǎn), 它既有氣體的低粘度和高擴(kuò)散系數(shù)的特點(diǎn),又具有流體的高密度和良好溶解性能 。當(dāng)流體的壓力和溫度變化時(shí),對(duì)溶解能力有很大的影響 。因此,可以通過(guò)改變溫度和壓力來(lái)調(diào)節(jié)組份的溶解度。將這一技術(shù)應(yīng)用于萃取體系中 ,顯示出許多優(yōu)點(diǎn), 除了優(yōu)于一般的精餾和萃取技術(shù)外 , 其能量消耗也較小 。在操作中,優(yōu)選溫度和壓力 ,就可能把一些元素的分配比提高 , 使元素間的分離系數(shù)增大?，F(xiàn)在常使用的超臨界流體有氨、乙烯 、丙烯 、水等 。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ,無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)腐蝕性 ,因而容易得到純產(chǎn)品,所以它是最為常用的臨界流體。

   使用超臨界流體作為萃取劑 ,從液體和固體中萃取特定組份, 可以達(dá)到某些元素或化合物分離的目的 。該技術(shù)已在醫(yī)藥 、食品 、石油化工 、精細(xì)化工、生物及環(huán)境分析中樣品的前處理和廢物處理等領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用 。

   超臨界流體萃取技術(shù)必須使萃取劑處于超臨界狀態(tài) ,需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備, 使其應(yīng)用受到一定限制。

離子液體萃取分離：

   離子液體萃取分離是指利用在室溫附近很大的溫度范圍內(nèi)均呈液態(tài)

的離子化合物作為溶劑進(jìn)行液液萃取分離的一種方法 。離子液體體系中沒(méi)有分子而均為離子, 因此具有很高的導(dǎo)電性 ,同時(shí)具有揮發(fā)性低 、不易燃、對(duì)熱穩(wěn)定 、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn), 是一種環(huán)境友好的綠色溶劑。用離子液體萃取水溶液中有機(jī)物質(zhì), 表現(xiàn)出和其他的萃取劑相類(lèi)似的一些性質(zhì)。以甲基咪唑類(lèi)的離子液體作為萃取劑對(duì)于多種有機(jī)物進(jìn)行了萃取 。結(jié)果發(fā)現(xiàn) ,離子液體 - 水體系中的分配系數(shù)一般比正辛醇 - 水體系低一個(gè)數(shù)量級(jí) 。這說(shuō)明離子液體中帶電荷基團(tuán)濃度高, 整體具有較強(qiáng)的極性 。研究中發(fā)現(xiàn)具有帶電基團(tuán)或者較強(qiáng)氫鍵的一些有機(jī)酸和有機(jī)堿的分配系數(shù)有隨 p H值擺動(dòng)的現(xiàn)象 ,分配系數(shù)在物質(zhì)取分子狀態(tài)時(shí)為最大值 。當(dāng) p H值在 5 ～ 9時(shí) ,兩者的分配系數(shù)基本相同 ,都達(dá)到20 ～ 25。但是對(duì)于 p H值在 10 ～ 11時(shí) ,兩者的行為很不同 。但是不論是哪種情況 ,體系中都有分配系數(shù)隨 p H值的擺動(dòng)效應(yīng) ,利用這一點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)典的萃取溶劑所進(jìn)行的萃取與反萃 。

   在使用離子液體萃取完成以后 , 存在產(chǎn)品和離子液體的分離和離子液體的回收問(wèn)題 ,雖然有些情況下可以利用 p H值擺動(dòng)效應(yīng) ,但是對(duì)于許多情況并不適用 。而如果采用水進(jìn)行萃取回收則應(yīng)用范圍僅限于親水性物質(zhì) ,而采用精餾方法則對(duì)于不易揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的物質(zhì)不適用 ,若采用有機(jī)溶劑的液液萃取過(guò)程則存在交叉污染問(wèn)題 。

   由于離子液體可以通過(guò)變化陰陽(yáng)離子來(lái)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)從而可以適應(yīng)不同的體系 ,這一點(diǎn)對(duì)分離過(guò)程極為有利 。同時(shí)離子液體的低揮發(fā)性 、低溶解性 ,可以將經(jīng)濟(jì)因素和環(huán)境因素結(jié)合于一體而實(shí)現(xiàn)真正意義上的可持續(xù)發(fā)展 。