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第 12 期 周梦飞，等: 双水相法回收可利霉素生产废水中的螺旋霉素 ·2129·

R、K 和 Y 的影响，结果见图 2。

图 1 乙醇-K 2 HPO 4 双水相体系的双节线相图
Fig. 1 Bimodal curve of ethanol-K 2 HPO 4 ATPS
图 2 K 2 HPO 4 质量分数对 R、K 和 Y 的影响
常用于拟合聚合物-盐、离子液体-盐和小分子 Fig. 2 Effects of K 2 HPO 4 mass fraction on R, K and Y
醇-盐体系双节点数据的 3 个经验方程 [14-17] 如下：
3
1 a exp  w  2 0.5  cw （6） 由图 2 可知，随 K 2 HPO 4 质量分数的增加，相
 bw
2
比降低，并趋于稳定。K 2 HPO 4 质量分数增大，其争
a bw
w  0.5  cw 2 （7） 夺水分子的能力增大，溶于上相的水分子进入下相，
2
1
w  1 exp(a bw 0.5  cw  2 dw 2 2 ) （8） 使下相体积增大，相比减小。
2
式中：w 指无水乙醇的质量分数，%；w 指 K 2 HPO 4 随体系中 K 2 HPO 4 质量分数的增加，K 和 Y 先
2
1
的质量分数，%；字母 a、b、c、d 为待求参数。 逐渐增大。当 K 2 HPO 4 达到 20%时，K 达到 20.48，
2
使用相关系数（R ）和标准偏差（SD）评价各 Y 达到 96.30%。原因是 K 2 HPO 4 质量分数增加使水
经验方程的拟合结果。标准偏差的计算公式如下： 分子由上相转移至下相，上相乙醇的质量浓度增大，
 n 2  0.5 因此 SPM 更易溶解在上相，K 和 Y 增大。继续增大
 SD i cal   w exp  w / n  （9） K 2 HPO 4 的质量分数，K 和 Y 开始逐渐减小。SPM
i
 i 1  在酸性和碱性水溶液中不稳定，pH<4.0 或 pH >10.0
式中： w i exp 是由实验测得的乙醇的质量分数，%； 时容易降解 [18]
。K 2 HPO 4 的水溶液呈碱性，K 2 HPO 4
w cal 是由方程（6）、（7）和（8）计算得到的乙醇的 的质量分数继续增大，体系的碱性增强，SPM 发生
i
质量分数，%；n 是双节线实验点个数。 降解，从而使 K 和 Y 降低。因此，确定 K 2 HPO 4 最
分别使用方程（6）、（7）和（8）拟合实验测得 适合的质量分数为 20%。
的双节点数据，得到方程参数、相关系数以及标准 2.3 乙醇质量分数对萃取的影响
偏差，拟合结果列于表 1。 实验考察了乙醇质量分数为 16%~26%时对 R、
K 和 Y 的影响，结果如图 3 所示。
表 1 方程（6）、（7）和（8）对乙醇-K 2 HPO 4 体系的双
节点数据拟合参数
Table 1 Values of parameters of equations (6), (7) and (8)
for bimodal data fitting of ethanol-K 2 HPO 4 system
方程 a b c d R 2 SD
(6) 0.71590 3.36684 22.50057 — 0.9996 0.0034
(7) 0.65875 1.63679 1.00077 — 0.9976 0.0079
(8) 0.21594 5.04298 5.77380 17.38426 0.9999 0.0016
注：—表示无该项数值。

由表 1 中数据可知，3 个经验方程均能较好地
拟合乙醇-K 2 HPO 4 体系的双节线。其中，经验方程
2
（8）的 R =0.9999，SD=0.0016，拟合的准确性优于
图 3 乙醇质量分数对 R、K 和 Y 的影响
经验方程（6）和（7）。因此，式（8）拟合乙醇-K 2 HPO 4 Fig. 3 Effects of ethanol mass fraction on R, K and Y
体系双节线数据的效果最好。
2.2 K 2 HPO 4 质量分数对萃取的影响 由图 3 可知，体系中乙醇的质量分数增加，R
实验考察了 K 2 HPO 4 质量分数为 16%~26%时对 呈线性增大。随着乙醇质量分数的增大，乙醇争夺