四氢呋喃是合成聚四氢呋喃的必备原料,工业生产的四氢呋喃都含有大量的水,因此,四氢呋喃与水的分离是四氢呋喃精制提纯的关键。
同时,很多工业生产排放的的废水中含有四氢呋喃,THF有毒,空气中最高容许浓度为200PPM。由于四氢呋喃溶于水, 所以会对水体和环境以及生物体造成巨大的危害,因此如何有效地分离四氢呋喃与水是废水处理的重要研究对象。
我们是否可以采用萃取法进行分离四氢呋喃和水?应该采用哪种萃取剂呢?
溶剂萃取法是可行的。我们知道咪唑六氟磷酸盐类离子液体对四氢呋喃这一类的有机物有较好的萃取效果,那么,我们应该采用哪种咪唑六氟磷酸盐类离子液体来萃取四氢呋喃呢?
根据萃取性能强弱的顺序为丁基咪唑六氟磷酸盐>乙基咪唑六氟磷酸盐>甲基咪唑六氟磷酸盐,而根据结论:当有机分子极性系数R≤1.0时,可以与水互溶;分子极性系数R≥1.5时,溶解性很小;分子极性系数R为1.0~1.5时,溶解性中等。可以得到,甲基咪唑六氟磷酸盐与水互溶度较大,乙基咪唑六氟磷酸盐与水互溶度更小,丁基咪唑六氟磷酸盐与水溶解度很小。
所以,丁基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)是从四氢呋喃-水体系中萃取四氢呋喃比较理想的萃取剂。
[BMIM]PF6对四氢呋喃的萃取效果如何?
用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体萃取四氢呋喃水溶液(四氢呋喃0.1526,水0.8472,质量分率),所得萃取相中水的质量分率为0.0498,四氢呋喃的质量分率为0.1253,萃余相中水的质量分率为0.8613,四氢呋喃的质量分率为0.0264。
计算得到四氢呋喃的分配系数为4.746,选择性系数为82.1107。
由此可知,疏水的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体作为萃取剂对四氢呋喃的分配系数大于1,选择性系数远大于1,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体对四氢呋喃有较高的选择性,可以实现四氢呋喃-水的萃取分离。