高效离心萃取设备处理印染中含酚废水
摘要:采用两步法合成了[bmim] PFD离子液体，并用[bmim] PFD对纺织印染过程中含酚废水的环保处理进行研究，探讨了物料的相比、温度对萃取过程的影响。结果表明，[ bmim] PFD离子液体与反应物含酚废水的相比为1:2时，萃取效果最好;随着萃取次数的增加，萃取效率降低;萃取的最佳温度是25℃,反萃取的最佳温度是30℃;[ bmim] PF.离子液体作为萃取剂可循环使用。
关键词:离子液体;萃取;反萃取
酚类化合物是重要的化工原料，是合成农药、染料、塑料抗氧剂等的重要精细化工中间体，也是纺织印染生产过程中产生废水的一部分。由于酚类化合物是一种原生质毒物，可使蛋白质凝固，毒性很大，因此含酚废水的处理就具有十分重要的意义，通常处理纺织印染过程中含酚废水的方法有溶剂萃取、蒸汽吹脱、生化法、液膜法和吸附等，溶剂萃取法是利用难溶于水的萃取剂与废水进行接触，使纺织印染废水中酚类物质与萃取剂进行物理或化学结合，实现酚类物质的相转移，但溶剂萃取过程中两相具有一定程度的互溶性，易造成溶剂损失和二次污染，溶剂再生也对过程的经济性和可靠性产生重要的影响，因此低毒溶剂的开发与利用，寻找一种高效、污染低的溶剂萃取分离有机稀溶液是一个具有研究价值的课题。（高效离心萃取设备处理印染中含酚废水）
室温离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的液体，属于盐类。室温离子液体的有机阳离子通常为:1一烷基一3一甲基咪陛阳离子，N-烷基呲啶阳离子，四烷基季按阳离子或四烷基阳离子等。阴离子既可为有机阴离子亦可为无机阴离子，包括六氟磷酸根离子，四氟硼酸根离子，三氟甲基磺酸离子，卤化物离子等。室温离子液体可通过设计离子液体的阴、阳离子部分以达到所需要的某种特性，且具有一些独特性质:几乎没有蒸气压、不挥发、不易燃、不易氧化、勃度可调，良好的热稳定性;对水和空气稳定，便于操作处理，易于回收;对许多有机化合物和金属离子均有良好的溶解性，能够提供一个非水、极性可调的两相体系，在化学分离过程中可作为一个水的非共溶相使用。离子液体作为萃取溶剂能很好地应用于液一液萃取，超临界(D:萃取，液相微萃取，固相微萃取。
1实验部分
1. 1试剂与仪器
试剂:嗅丁烷(分析纯).N一甲基咪陛(分析纯)、正丁醚(分析纯)、丙酮，天津市科密欧化学试剂开发中心;苯酚(分析纯)，天津市天河化学试剂厂;1一丁基一3一甲基六氟磷酸咪陛盐，自制;六氟合磷酸钾(分析纯)。
仪器:SYC智能超级恒温水槽. SXJQ-1数显直流无级调速搅拌器、SHB- II脆环水式多用真空泵、THZ- 82恒温振荡器。
1. 2实验过程
1. 2. 1 [ bmim] Br的合成（高效离心萃取设备处理印染中含酚废水）
取250 mL N一甲基咪陛，405 mL嗅丁烷于四口瓶中，在50 }C, NZ保护条件下，搅拌4h，得到勃稠油状液体，冷却，得到白色固体。反应方程式如下:
1. 2. 2 [ bmim] PF6的合成
称取39. 2 g[ bmim] Br和49 g KPF6，以丙酮为溶剂，在室温下充分搅拌24 h，使反应物充分反应。反应结束后，过滤，除去丙酮，得到淡黄色勃稠油状液体。反应方程式如下:
1.2.3标准曲线的绘制
水溶液中苯酚的标准曲线:25℃和30℃条件下分别配制含苯酚2%,4%,6%，8%的水溶液，用气相色谱检测并绘制标准曲线。
丁醚溶液中苯酚的标准曲线:25℃和30℃条件下分别配制含苯酚10%,15%,20%,25%,30%的丁醚溶液，用气相色谱检测并绘制标准曲线。
1.2.4萃取实验
将含酚的废水与离子液体按一定的相比倒入带有瓶塞的锥形瓶中，在恒定温度、恒定振荡频率条件下振荡10 min，使含酚的废水与离子液体充分反应，振荡后，将反应后的物质静置30 s，然后将上层的水相与下层的离子液体相分开。
1. 2. 5反萃取实验
将萃取过含酚的离子液体与丁醚按一定的相比倒入锥形瓶中，在恒定温度、恒定振荡频率条件下振荡10 min，使丁醚与含酚的离子液体充分反应，振荡结束后，将反应后的物质静置30 s，然后将上层的丁醚相与下层的离子液体相分开。
1. 2. 6离子液体的多级连续萃取
按离子液体与含酚废水的最佳相比1 :2，在25℃条件下，恒定振荡频率条件下振荡10 min，使含酚废水与离子液体充分反应，振荡后，将反应后的物质静置30 s，然后将上层的水相与下层的离子液体相分开。弃掉水相，保留含有苯酚的离子液体，并用该离子液体再次与含酚废水作用，重复前面的操作，再次保留含酚的离子液体，并用该离子液体与含酚废水作用，第3次重复前面的操作，取第3次萃取过含有苯酚的水样，分析水样中酚的含量;用丁醚对含酚的离子液体进行3次反萃取，此为一过程。再用这一离子液体萃取含酚废水，反复重复上述过程，直至此离子液体无萃取能力。
2.结果与讨论
2.1[bmim] Br和!bmim] PF6的红外表征
图1中a为1一丁基一3一甲基咪陛嗅盐（[ bmim] Br)的红外谱图，b为1一丁基一3一甲基咪陛六氟磷酸盐([ bmim] PF6)的红外光谱图，图中右侧特征吸收峰基本相同，b右侧为六氟磷酸根阴离子特征吸收峰，明显比a中嗅阴离子的吸收峰有所加强。在大于3 433. 30cm-1处有水的吸收峰，峰型很宽，表明a离子液体吸水性很强，其中含有少量水。b中则无此水峰，说明离子液体b不易吸水，a, b离子液体中阳离子的特征基团在红外光谱中得到了体现，在3 096. 57、2 961. 93 cm-1处的特征谱带甲基咪陛环上C -H的伸缩振动;2 874. 91 cm-1处属于甲基上C -H反对称伸缩振动;波数在1 573. 47 .1 465. 52二‘处是甲基咪陛环上C一C的对称伸缩振动;1 383.92, 1 338.24cm-1处是甲基上的C -H不对称振动;1 168. 56cm-1处属于C -N伸缩振动;波数在754. 53cm-1处是甲基咪陛环的曲振动。
2. 2离子液体萃取酚的影响因素
2. 2. 1不同相比对萃取效果的影响
为了找出离子液体最大的萃取能力，分别按离子液体与含酚7%水溶液，相比为1:2, 1:3, 1:4,1:5 ,1:6 ,1:7配制离子液体与含酚水溶液的混合物，采用气相色谱法依次分析这6个水相中酚的含量。离子液体连续经过9次萃取，但不同相比的离子液体其萃取能力及效果是不同的，萃取效果比较如图2所示。
由图2中可以看出:经过9次萃取后，离子液体的萃取能力急剧下降，说明离子液体的饱和度基本在9次。离子液体与含酚废水的相比为1:2时，其萃取效果最好，萃取能力最大。9次萃取实验中第1次萃取的萃取率是较高的，萃取过程中萃取率有逐次降低的趋势，当第9次萃取时，萃取率已降低到10%以下，说明离子液体萃取酚的量达到饱和，不再具备萃取苯酚的能力。
2.2.2不同温度对萃取效果的影响
在最佳的离子液体与含酚废水的相比1:2确定的情况下，将其分别在25℃和30℃温条件下进行萃取实验，用气相色谱法分析水相中酚的含量，根据标准曲线，来确定水相中酚的含量，再利用保留的油相在相同条件下再次处理含酚废水，这样反复萃取9次。25℃与30℃条件下的萃取情况比较见图3。
由图3可知，30℃条件下的萃取效果较好，而且其萃取
