络合萃取法分离有机酸稀水溶液的研究任务书

 2022-02-06 18:26:48

全文总字数:2565字

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

络合萃取是基于溶质的Lewis酸(或碱)性官能团与萃取剂的Lewis碱(或酸)性官能团的相互作用而进行的一种分离方法。其通过选取缔合键能适中的络合剂与待分离溶质形成疏水性更大的第三相,实现相转移并能使络合剂在反萃时容易再生。该方法保留了化学萃取高效性、高选择性的优点,克服了其可逆性差的不足,同时还可利用络合平衡的摆动效应回收分离溶质和萃取剂,使之循环利用,降低消耗及避免二次污染。极性有机物稀溶液的络合萃取技术已经成为化工分离领域研究开发的重要方向,在生物化工、制药工程及环境保护等领域展现了广阔的应用前景。本课题基于可逆络合化学反应平衡理论指导筛选适宜的络合剂与稀释剂,运用络合萃取技术分离有机酸稀溶液,探讨平衡水相的pH值、萃取温度、待萃物的初始浓度、萃取剂的浓度、盐效应、稀释剂等因素对萃取平衡的影响,运用统计力学的晶格模型方法建立络合萃取模型,研究影响萃取速率的各种因素,掌握萃取过程的机理和动力学特征,从而有效地控制和强化萃取过程提高萃取分离的效率,为络合萃取分离有机酸稀溶液工业化提供理论依据。该课题具有一定的难度,研究涉及的影响因素较多,研究工作量较大,需要具有扎实的理论功底。要求学生一方面要加强对物理化学基础理论知识的学习,另一方面要大量查阅相关文献并对其进行吸收、归纳和总结,按时撰写出论文开题报告,对络合萃取分离技术的原理、研究方法和研究现状及存在的问题有较为深入透彻的了解。要求学生在老师指导下并通过认真思考和精心谋划,制订出详尽合理的实验方案和实验进程,在实验中要遵守纪律、养成严谨求实的工作作风,积极探索并善于观察和总结,逐步形成科学研究的良好习惯与规范。要求务必在规定期间内圆满完成本课题全部研究任务, 撰写出合格的毕业论文,并从中学会科学研究和思维的方法,使自己运用所学理论知识独立研究和解决问题的能力得到切实有效的锻炼和提高。

2. 实验内容和要求

本课题运用络合萃取技术分离有机酸稀溶液,探讨平衡水相的pH值、萃取温度、待萃物的初始浓度、萃取剂的浓度、盐效应、稀释剂等因素对萃取平衡的影响,运用统计力学的晶格模型方法建立络合萃取模型,研究影响萃取速率的各种因素,掌握萃取过程的机理和动力学特征,从而有效地控制和强化萃取过程提高萃取分离的效率,为络合萃取分离有机酸稀溶液工业化提供理论依据。主要实验内容包括:1.筛选适宜的络合剂与稀释剂。对不同初始浓度的有机酸稀溶液,加入一定比例萃取剂与稀释剂进行萃取。在恒温水浴振荡器中,调节恒温温度和振荡频率为一系列不同数值经振荡混合一定时间后澄清分相,澄清一定时间后,平衡水相的有机羧酸浓度采用滴定法通过标定后的 NaOH 溶液进行确定或采用高效液相色谱法测定,有机相中的有机羧酸浓度采用物料衡算法求得。研究络合剂和稀释剂的不同配比对络合萃取效果的影响,通过对混合萃取液比重、黏度等理化性质的的测定筛选出适宜的萃取剂配比,分析不同络合剂及其配比的萃取效果差异。2.考察有机相中萃取剂浓度和萃取温度对分配比和分配系数的影响。3.平衡水相的pH值、待萃物的初始浓度、萃取剂的浓度等因素对萃取平衡的影响。4.分别以硫酸钠、氯化钠、硝酸钠等无机盐作为盐析剂,考察盐析剂对分配比和分配系数的影响及络合萃取有机酸稀溶液的盐析效应机理。 5.研究影响萃取速率的各种因素,探讨萃取过程的机理和动力学特征。6.运用红外等分析方法确定络合机制,运用统计力学晶格模型方法建立络合萃取模型,通过反萃对萃取剂的再生与效果进行验证。要求学生根据课题总目标制订出科学合理且周密的具体实验实施方案,在实验中要善于观察并及时对实验数据进行分析、归纳和总结。

3. 参考文献

[1] Wasewar K.L.Reactive extraction: An intensifying approach for car-boxylic acid separation. International Journal of Chemical Engineering and Applications,2012,3(4): 249-255[J].[2] Wasewar K L.Reactive extraction: An intensifying approach for car-boxylic acid separation[J].International Journal of Chemical Engineering and Applications,2012,3(4): 249-255[3]袁洋,李东风,常志显等.磷酸三丁酯/正辛醇络合萃取对氯苯酚[J].化学研究,2014,25(4):385-389.[4]周忠海,郭会明.络合萃取法分离甲酸稀溶液的研究[J]. 现代化工,2011,06. [5]白会华,段慕华,张 凌,李德亮等.磷酸三丁酯(TBP)-正辛醇络合萃取邻氯苯酚的平衡特性[J].河南大学学报(自然科学版),2015(45)6:655-659 [6]袁洋,李东风,常志显等.磷酸三丁酯/正辛醇络合萃取对氯苯酚[J].化学研究,2014,25(4):385-389.

4. 毕业设计(论文)计划

11.12~12.13 布置论文题目、课题研究具体任务及论文工作安排和期间的相关要求 12.14~3.01 查阅文献资料并消化总结,与导师交流并及时撰写开题报告,布置文献翻译 3.02~3.12制订实验方案、领取实验药品和仪器、搭建实验装置 3.13~3.31 筛选适宜的络合剂与稀释剂,考察有机相中萃取剂浓度和萃取温度对分配系数的影响 4.01~4.24 研究水相pH值、待萃物初始浓度、萃取剂的浓度等因素对萃取平衡的影响 ,采用红外光谱分析确定络合机制 4.25~5.15 考察盐析剂对分配系数的影响及络合萃取有机酸水溶液的盐析效应机理,研究反萃及各种因素对萃取速率的影响, 5.16~5.22对实验数据进行分析、归纳和总结并补充实验数据 5.23~6.07 撰写和修改论文、做好论文答辩的各项准备工作

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