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反萃分散组合液膜迁移和分离金属离子的研究

反萃分散组合液膜迁移和分离金属离子的研究

作者：罗小健湖南师范大学

学位级别：硕士

本文回顾了液膜的发展简史,介绍了液膜的分类、分离机理和特点。通过讨论液膜两种基本构型即支撑液膜和乳化液膜的形成、应用、不足以及对该两种液膜的不稳定性所作的改进,阐述了在科研和工业中发展液膜新构型的必要性,并分析了几种典... 详细信息

本文回顾了液膜的发展简史,介绍了液膜的分类、分离机理和特点。通过讨论液膜两种基本构型即支撑液膜和乳化液膜的形成、应用、不足以及对该两种液膜的不稳定性所作的改进,阐述了在科研和工业中发展液膜新构型的必要性,并分析了几种典型的新型液膜的特点。在反萃分散的支撑液膜的基础上,本文提出了反萃分散组合液膜概念并对这种液膜新构型进行了理论和实用可行性方面更深入的研究,具体工作包括: (1) 建立了描述反萃分散组合液膜中反应和迁移过程的模型,推导出适合反萃分散组合液膜体系的金属离子迁移的渗透系数方程。 (2) 系统地研究了四个反萃分散组合液膜体系,即:N-OT-煤油-HCl体系迁移铜和铜铁分离,P-OT-十二烷醇-煤油-HSO体系迁移锌和锌铜分离,P-十二烷醇-煤油-HSO体系迁移锌和锌铜分离,N-煤油-HCl体系对铜的迁移。在不同的体系中考察了滲透剂OT,载体浓度,改性剂浓度,料液pH值,膜面积,反萃剂浓度,反萃分散相体积比,料液流量,反萃分散相流量以及金属离子浓度等条件对迁移和分离的影响,描述了逆向耦合迁移现象,并以P为例测定了膜液中载体的流失。 (3) 创造性研究了反萃分散组合液膜双膜体系对Cu-Zn-Co的同时分离。由以上工作得出:新的渗透系数方程能对实验结果进行较好的解释;反萃分散组合液膜体系中的膜溶液可以对支撑体微孔中膜液的损失进行补充,增加膜的稳定性,并减少操作费用和初期投资,同时简化了操作步骤;有机相与水相反萃液的搅拌混合提供了除微孔膜面积外的传质表面积,因而使得对有机溶液中已萃取物质的反萃效率大为提高,这种高效反萃导致了金属离子迁移流量的升高

关键词：反萃分散组合液膜铜锌铁钴

反萃分散组合液膜体系和支撑液膜体系迁移和分离金属离子的研究

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反萃分散组合液膜体系和支撑液膜体系迁移和分离金属离子的研究

作者：谷淑湘湖南师范大学

学位级别：硕士

液膜分离技术具有传质速度快、选择性好、分离效率高、操作简便和易于实现自动化等特点，在分离和富集废水中的金属离子和有机污染物方面，展示了优良的性能。本文回顾了液膜的发展简史，介绍了液膜的分类、分离机理和特点。通过讨论液... 详细信息

液膜分离技术具有传质速度快、选择性好、分离效率高、操作简便和易于实现自动化等特点，在分离和富集废水中的金属离子和有机污染物方面，展示了优良的性能。本文回顾了液膜的发展简史，介绍了液膜的分类、分离机理和特点。通过讨论液膜两种基本构型即支撑液膜和乳化液膜的形成、应用、不足以及对该两种液膜的不稳定性所作的改进，阐述了在科研和工业中发展液膜新构型的必要性，并设计了几种典型的反萃分散组合液膜(SDHLM)，考察了它们在废水处理中的实用性。具体工作包括以下几个方面： 1、系统地研究了四个反萃分散组合液膜体系，即三正辛胺—仲辛醇—煤油—CHCOONH体系迁移镉和镉锌分离;PMBP—OT—液体石蜡—二甲苯—HCl体系迁移铜和铜锌分离;TRPO—P—液体石蜡—煤油—NaOH体系同时迁移镉和氰离子;N—煤油—HCl体系分离铜锌。在不同的体系中考察了载体浓度，料液pH值，反萃剂浓度，反萃分散相体积比，料液流量，反萃分散相流量以及金属离子浓度等各种条件对迁移和分离的影响，优化了实验条件参数。 2、与支撑液膜(SLM)在上坡迁移、金属离子分离、膜液中载体的流失等方面进行了系统地比较。 3、研究了反萃分散组合液膜体系中双载体对Cd和CN的同时迁移作用。由以上工作得出：反萃分散组合液膜体系中的膜溶液可以对支撑体微孔中膜液的损失进行补充，增加膜的稳定性，减小支撑液膜的液膜相从支撑体微孔中的流失，延长膜的使用寿命;反萃分散组合液膜体系中有机相与水相反萃液的搅拌混合提供了反萃过程中的极大传质表面积，因而使反萃效率大为提高，这种高效反萃提高了金属离子迁移通量，同时得到高浓度溶质的反萃液;反萃分散组合液膜体系中没有使用乳化剂和破乳装置，减少操作费用和初期投资，同时简化了操作步骤。实验表明，SDHLM在膜选择性、膜的使用寿命以及膜的渗透速度等方面都优于SLM。

关键词：反萃分散组合液膜支撑液膜镉锌铜氰迁移

反萃分散组合液膜分离提取中草药中的生物碱研究

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反萃分散组合液膜分离提取中草药中的生物碱研究

作者：欧阳丽湖南师范大学

学位级别：硕士

生物碱是一类具有药理活性的含氮碱性化合物,多存在中草药中。因此,从中草药中提取生物碱具有很高的药用价值。液膜分离技术具有简单、高效、快速、选择性高和易于实现自动化等特点,在生物工程、湿法冶金、工业废水中金属离子与有机污... 详细信息

生物碱是一类具有药理活性的含氮碱性化合物,多存在中草药中。因此,从中草药中提取生物碱具有很高的药用价值。液膜分离技术具有简单、高效、快速、选择性高和易于实现自动化等特点,在生物工程、湿法冶金、工业废水中金属离子与有机污染物提取等领域的应用均展示了优越性能。然而,将液膜技术应用于中草药中生物活性成分分离提取的研究报道很少。论文基于克服传统的支撑液膜和乳状液膜的缺陷,对反萃分散组合液膜(SDHLM)分离提取中草药中生物碱开展了研究,并根据生物碱分子具有较大直径的特点,尝试利用热诱导相分离原理成功制备了新型微孔聚丙烯支撑膜,考察了该支撑液膜在黄连生物碱分离提取中的应用。论文具体内容如下：1.介绍了液膜的发展史及其分离机理与应用,重点阐述了反萃分散组合液膜的特点与应用。2.以D2EHPA-煤油-HCl的反萃分散组合液膜体系对博落回中的原阿片碱、别隐品碱、血根碱、白屈菜红碱进行了分离提取,在优化的实验条件下,该液膜体系对原阿片碱、别隐品碱、血根碱与白屈菜红碱的渗透系数分别达到了1.66、1.99、2.98与3.06×10-4cm／s,迁移率分别为68%、77%、83%与85%。3.以D2EHPA-煤油-H2SO4的反萃分散组合液膜体系分离提取了黄连中的药根碱、巴马亭、小檗碱。系统优化后的液膜条件下,药根碱、巴马亭和小檗碱的渗透系数分别达到了4.43、6.09、6.25×104cm／s,迁移率分别达到了90.4%、92.1%、95.3%,取得了很好的分离提取效果。4.以D2EHPA-煤油-HCl反萃分散组合液膜体系分离提取了延胡索中的延胡索乙素、巴马亭、去氢紫堇碱。在最佳的液膜条件下,这三种生物碱的渗透系数分别达到了3.78、4.91、4.93×10-4 cm／s,迁移率分别达到了87.8%、94.2%、95.7%。实验结果表明延胡索中的生物碱得到了有效地分离提取。5.以邻二甲苯作为稀释剂、聚乙二醇作为成孔剂,用热诱导相分离法成功制备了性能优越的聚丙烯支撑膜,用扫描电镜、接触角测量仪等对支撑体的表面形态、微孔的孔径分布、疏水性能等方面进行了表征。将制备的支撑膜用于分离提取黄连中的药根碱、巴马亭和小檗碱,取得了很好的提取效果。

关键词：反萃分散组合液膜生物碱渗透系数聚丙烯微孔膜

N_(902)-煤油-HCl反萃分散组合液膜迁移和分离铜

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应用化学 2006年第7期23卷 766-769页

作者：喻远达谷淑湘罗小健马铭何鼎胜湖南师范大学化学化工学院长沙410081

研究了十二醇浓度、料液pH、反萃液与有机相的体积比、料液和反萃分散相流量对含N902作载体的新型反萃分散液膜迁移和分离铜的影响。溶剂萃取实验证实,1 mol铜和2 mol载体反应,形成1 mol铜-载体配合物。膜迁移实验证明,当铜、铁浓度比... 详细信息

研究了十二醇浓度、料液pH、反萃液与有机相的体积比、料液和反萃分散相流量对含N902作载体的新型反萃分散液膜迁移和分离铜的影响。溶剂萃取实验证实,1 mol铜和2 mol载体反应,形成1 mol铜-载体配合物。膜迁移实验证明,当铜、铁浓度比和铜、锌浓度比接近1,料液pH=2,迁移4 h,反萃液中分别回收铜93.6%、铁1.83%和铜89.8%,锌1.38%。当料液pH=1.5,其中Cu2+、Fe3+、Co2+、N i2+和Zn2+的质量浓度分别是4.52、5.07、0.442、35.7和1.24 g/L时,迁移6 h,反萃液中Cu2+一次回收高达81.5%,Fe3+、Co2+、N i2+和Zn2+的回收均未超过2.10%。该反萃分散组合液膜能有效地迁移和富集铜,并有效地与料液中的锌、铁、钴、镍分离,N902是一种高效的铜萃取剂。反萃分散组合液膜具有改善膜稳定性、提高流量、富集和回收高浓度溶质的溶液,不使用高活性表面活性剂和破乳装置的优点。

关键词：反萃分散组合液膜铜 N902 分离迁移

N_(530)-OT-煤油-HCl反萃分散组合液膜体系迁移和分离铜的研究

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无机化学学报 2005年第4期21卷 588-592页

作者：罗小健何鼎胜马铭万言湖南师范大学化学化工学院长沙410081

The transport and separation of copper from waste water by a N530-OT-kerosene-HCl strip dispersion hybrid liquid membrane system was studied. The influence of penetrant OT, N530 concentration, pH in feed phase, membrane area, HCl concentration in stripping phase, and volume ratio of membrane phase to stripping phase on transport and separation were also investigated. The experiments demonstrate that Cu can be transported selectively from the binary Cu and Fe?髥 solution to stripping phase and that the transport percentage of Cu exceeds 93.8% and Fe?髥 is only 1.8% after transport of 6 hours.

关键词：反萃分散组合液膜铜铁 N530 煤油传质速率乳化液膜膜稳定性

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疏水材料的制备及环境污染物回收应用研究

疏水材料的制备及环境污染物回收应用研究

作者：商静芬湖南师范大学

学位级别：硕士

液膜分离技术具有简单、高效、快速、选择性高等特点,在工业废水中金属离子及有机污染物的脱除等领域均展示了优越的性能。膜材料作为膜分离技术的核心越来越受到人们的关注。经由热致相分离(TIPS)法制备的聚丙烯微孔膜是目前使用最广... 详细信息

液膜分离技术具有简单、高效、快速、选择性高等特点,在工业废水中金属离子及有机污染物的脱除等领域均展示了优越的性能。膜材料作为膜分离技术的核心越来越受到人们的关注。经由热致相分离(TIPS)法制备的聚丙烯微孔膜是目前使用最广泛的支撑膜材料。但市场上流通的商用膜规格相对固定,不利于具体体系的个性化选择。鉴于此,本实验室尝试建立一种简单、便捷的制膜方法,并将所制得的聚丙烯微孔膜用于对水中重金属离子和酚类物质的分离提取研究,获得了较好的提取效率。鉴于海洋石油开采中时有发生的漏油事件,我们也尝试合成了一种超疏水材料,用于油水体系中油的回收,取得了较好的油回收效果。论文具体内容如下： 1.综述了几种不同的制膜方法以及液膜的主要种类及其应用。 2.以聚丙烯(PP)为膜材料,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,邻二甲苯做溶剂,在一定条件下制成了PP平板膜,并用扫描电子显微镜、接触角测量仪对所制得的PP平板膜进行了表征。通过考查条件,得到了优化的制膜工艺为：PP、PEG、邻二甲苯质量比为3：1：70,加热温度为145℃,搅拌时间为60min,95℃烘干4min,45℃恒温水浴槽中萃取5天,膜外观良好。以自制的PP平板膜为膜材料,以磷酸二(2-乙基己基)脂(D2EHPA)-煤油-盐酸反萃分散组合液膜体系对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、 Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)四种金属离子进行了分离富集。优化的分离条件为：膜溶液浓度为0.5mol/L,料液相pH为4.2,反萃取液为4mol/L的HC1溶液,液膜相和反萃相体积比为50：30,传输时间为5h。在此实验条件下,Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的传输率分别为47.5%、38.76%、70.81%和60.05%,建立的液膜体系对考察的四种离子展示了较好的提取选择性。 3.以自制的PP平板膜为膜材料,以三正辛胺(TOA)-煤油-氢氧化钠为反萃分散组合液膜体系,对苯酚(PhOH)、对硝基苯酚(PNP)和2,4,6-三氯苯酚(TCP)三种酚类有机物进行了分离提取。优化的提取条件为：载体TOA浓度为0.8mol/L,料液相pH为4.7,接受相为0.02mol/L的NaOH溶液,液膜相和反萃相体积比为50：30,传输时间为12h。在此条件下,PhOH、PNP、TCP三种酚类有机物的传输率分别达到了50.12%、62.58%和54.3%,对考查的三种酚类化合物获得了较好的提取效率。 4.利用溶胶-凝胶法制备二氧化硅纳米粒子,采用硅烷化修饰技术对纳米粒子进行硅烷化改性,再将其修饰到棉花上,制备出了疏水棉花。用扫描电子显微镜、接触角测量仪、红外光谱仪对合成的疏水棉花的表面形态、疏水性能等方面进行了表征,获得了静态接触角>150°的超疏水性能。将所制得的超疏水棉花用于油回收研究,展示了8.333g/g的吸油效率,并具有很好的重复使用性。

关键词：聚丙烯微孔膜反萃分散组合液膜金属离子酚类化合物超疏水棉花