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双载体乳化液膜分离浓盐水中的钙镁离子

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摘要

引言

1 文献综述

1.1 海水淡化及其浓盐水

1.2 浓盐水排放及综合利用

1.2.1 浓盐水排放对于环境的影响

1.2.2 浓盐水的综合利用

1.2.3 浓盐水综合利用方法简介

1.3 钙镁离子的分离研究

1.3.1 化学沉淀法

1.3.2 离子交换法

1.3.3 溶剂萃取法

1.4 乳化液膜

1.4.1 乳化液膜结构

1.4.2 表面活性剂的作用

1.4.3 流动载体的选择

1.4.4 乳化液膜分离过程中的传质机理分析

1.4.5 乳化液膜技术的应用

1.5 研究目的和研究思路

2 实验仪器及方法

2.1 表面活性剂及流动载体

2.1.3 其他试剂

2.2 实验仪器

2.3 乳液的制备

2.4 乳化液的表征

2.4.1 乳化液破乳率表征

2.4.2 乳化液黏度表征

2.4.3 乳化液粒径表征

2.5 乳化液稳定性和萃取率研究

2.6 钙镁离子的定量分析

2.6.1 配合滴定法滴定原理

2.6.2 萃取结果计算

3 乳化液稳定性研究

3.1 实验流程

3.1.1 实验路线

3.1.2 乳化液稳定性考察

3.2 乳化液组成的研究

3.2.1 油相的选择

3.2.2 内水相反萃取剂的选择

3.3 乳化液稳定性的多因素影响研究

3.3.1 油水比影响

3.3.2 表面活性剂含量的影响

3.3.3 内水相Na2C2O4浓度的影响

3.3.4 载体的影响

3.4 乳化液滴尺寸表征

3.5 本章小结

4 双载体乳化液分离钙镁离子的研究

4.1 单载体乳化液膜分离钙镁离子的研究

4.1.1 D2EHPA对于分离效果的影响

4.1.2 DB18C6对于分离效果的影响

4.2 钙镁离子分离率的多因素考察

4.2.1 表面活性剂含量的影响

4.2.2 Na2C2O4含量对于分离效果的影响

4.2.3 油水比对分离效果的影响

4.2.4 D2EHPA含量对分离效果的影响

4.2.5 DB18C6含量对分离效果的影响

4.2.6 外水相酸碱度对分离效果的影响

4.2.7 乳化液萃取动力学研究

4.3 本章小结

结论

创新点与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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摘要

海水淡化过程产生的浓盐水中含有大量钙镁离子,直接排放不仅会对周边环境造成污染,也是海洋资源的浪费。由于钙镁离子物化性质十分相似,目前的分离技术尚不能将二者有效分离。而被视为高效分离手段的乳化液膜技术,由于选择性高、传质速度快等优点,在金属离子分离领域得到广泛关注。本文提出以二(2-乙基己基)磷酸酯(D2EHPA)和二苯并-18-冠醚-6(DB18C6)作为流动载体,利用二者对钙镁离子的选择性,构建一种双载体乳化液体系,协同分离浓盐水中的两种离子,验证多因素下的双载体乳化液对两种离子的分离性能。
  通过对乳化液破乳率及对钙镁离子分离能力的初步考察,本论文选择二氯甲烷为油相,草酸钠溶液为内水相。以乳化液的黏度变化和破乳率为衡量稳定性的标准,考察了油水比和表面活性剂含量、内水相浓度和两种载体对于乳化液稳定性的影响。结果表明:随着油水比降低,乳化液破乳率增加,同时间段内黏度变化增大,油水比为1∶1的乳化液30 min内黏度降低23 mPa·s,破乳率仅有0.45%。表面活性剂含量越高,破乳率越小,乳化液稳定性越好。乳化液稳定性随内水相Na2C2O4浓度减小而升高,破乳率由2.5%(0.2 M Na2C2O4)降为1.7%(0.18 M Na2C2O4)。较二苯并-18-冠醚-6,二(2-乙基己基)磷酸酯为载体的乳化液破乳率稍升高0.8%,但对整个萃取过程无明显影响。得到优化的乳化液稳定条件:油相为二氯甲烷、油水比为1∶1、Span80含量为6%,内水相Na2C2O4溶液为0.18 mol/L、4% D2EHPA、0.015 mol/L DB18C6。
  分析D2EHPA和DB18C6分别为单载体以及共同作为双载体时,两种乳化液体系对钙镁离子的萃取分离效果。D2EHPA为载体的乳化液对钙离子的最高萃取率为92.12%,DB18C6为载体的乳化液萃取钙离子效率为66.72%。双载体乳液3 min后协同分离钙离子的效率达到70%以上,30 min时达到99.38%,双载体协萃因子达到11以上,而镁离子仅有17.89%且协萃因子低于0.7,基本将钙离子完全分离。该优化结果下的操作条件:将外水相pH调至9.5,乳液组成为:90% CH2Cl2、6% Span80、4% D2EHPA、0.017 mol/L DB18C6、0.18 mol· L-1 Na2C2O4、1∶2油水比。

著录项

  • 作者

    于玉夺;

  • 作者单位

    大连理工大学;

  • 授予单位 大连理工大学;
  • 学科 化学工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 张文君,贺高红;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TQ051.893;
  • 关键词

    乳化液膜; 浓盐水; 分离能力; 钙离子; 镁离子;

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