Page 193 - 《精细化工》2020年第7期

第 7 期 涂盛辉，等: 季铵盐离子液体/中性磷氧萃取剂协同萃取 Nd(Ⅲ) ·1475·

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Nd(Ⅲ)不同的是，[A336][Cl]与 TOPO 对 Nd(Ⅲ)存在 P==O 键吸收峰移至 1234.27 cm ，P—O 键吸收峰吸
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协同萃取作用。保持水相组成不变，首先保持萃取 收强度变得极弱， C—N 键吸收峰移至 1024.05 cm 。
剂[A336][Cl]浓度固定为 0.1 mol/L [22] ，改变助萃剂 结果表明，在萃取过程中，P==O、P—O 和 C—N
TOPO 的浓度，考察其对萃取平衡的影响，如图 10a 键与 Nd(Ⅲ)发生了相互作用。
所示。从图 10a 可以看出，lg(c TOPO )与 lgD 呈现出相
关性很强的线性关系，斜率为 1.81，即 y 2=2。同理可
知，保持助萃剂 TOPO 的浓度恒定为 0.1 mol/L，考
察[A336][Cl]浓度的变化对萃取平衡的影响，如图
10b 所示。从图 10b 可以看出，lg(c [A336][Cl] )与 lgD
呈现出相关性很强的线性关系，斜率为 1.05，即
x 2 =1。因此，在[A336][Cl]+TOPO 萃取体系下，萃
取 1 mol Nd(Ⅲ)需要消耗 1 mol [A336][Cl]及 2 mol
TOPO，如图 13b 所示 ｡

a—[A336][DEHP]+TOPO；b—[A336][DEHP]+TOPO+Nd(Ⅲ)
图 11 [A336][DEHP]+TOPO 萃取体系萃取 Nd(Ⅲ)前后
FTIR 光谱图
Fig. 11 FTIR spectra of [A336][DEHP]+TOPO before and
after extraction of Nd(Ⅲ)

使用斜率法来确定各组分之间的摩尔配比 [19-20] ，
基于 [A336][Cl]+TOPO 协同 萃取 Nd( Ⅲ ) 可知 ，
[A336][DEHP]+TOPO 对 Nd(Ⅲ)同样存在协同萃取
作用，由此可以得出：
lgD 3 =3lg [Cl  a q ]+ lgx 3 [A336][DEHP] org +
y lg TOPO[ ] +lgK （13）
3 o r g 3
保持水相组成不变，首先保持萃取剂[A336]
[DEHP]浓度固定为 0.1 mol/L [22] ，改变助萃剂 TOPO
的浓度，考察其对萃取平衡的影响，如图 12a 所示。
从图 12a 可以看出，lg(c TOPO )与 lgD 呈现出相关性很
强的线性关系，斜率为 2.03，即 y 3 =2。同理可知，
保持助萃剂 TOPO 的浓度恒定为 0.1 mol/L，改变萃
取剂[A336][DEHP]的浓度，考察其对萃取平衡的影

温度 25 ℃，A∶O=1∶1，pH=5.0，c(NaCl)=0.5 mol/L，Nd(Ⅲ)= 响，如图 12b 所示。从图 12b 可以看出，lg(c [A336][DEHP] )
0.001 mol/L 与 lgD 呈现出相关性很强的线性关系，斜率为 1.01，
图 10 lg(c TOPO )与 lgD 关系图（a）及 lg(c [A336][Cl] )与 lgD
即 x 3 =1。因此，在[A336][DEHP] +TOPO 萃取体系
关系图（b）
Fig. 10 Plot of lgD vs lg(c TOPO ) (a), plot of lgD vs 下，萃取 1 mol Nd(Ⅲ)需要消耗 1 mol [A336][DEHP]
lg(c [A336][Cl] ) (b) 及 2 mol TOPO，如图 13c 所示。
因此，[A336][DEHP]+TOPO 对 Nd(Ⅲ)的协同
因此，[A336][Cl]+TOPO 对 Nd(Ⅲ)的协同萃取
萃取可以表示为：
可以表示为：
lgD 3 =3lg [Cl  a q ]+lg [A336][DEHP] org +
lgD 2 =3lg [Cl  aq ]+lg [A336][Cl] org + （12） 2lgTOPO[ ] + g l K （14）
2lg TOPO[ ] + g l K org 3
org 2 综上所述，各萃取体系萃取机理为离子缔合机
由图 11 可知，[A336][DEHP]+TOPO 的 P==O 理，萃取过程阴阳离子不会在水相中交换，因此，
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键伸缩振动吸收峰为 1261.27 cm ，P—O 键伸缩振 萃取体系是一种友好型萃取体系。
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动吸收峰为 982.59 cm ，C—N 键伸缩振动吸收峰为 2.5 热力学函数
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1022.13 cm ，经过与 Nd(Ⅲ)作用后，发生明显偏移， 图 14 为 Nd(Ⅲ)的萃取率随温度的变化。