一种离子液体萃取废水中铜离子的方法技术

本发明专利技术涉及一种离子液体萃取废水中铜离子的方法，所述的离子液体中含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]‑)，该方法将含铜离子与所述的离子液体混合进行萃取，萃取后的混合液经离心分离得到水相和离子液体相，采用反萃取剂对离子液体进行反萃取，反萃取后的混合溶液经离心分离，得到的离子液体相经二次蒸馏水洗至中性，离子液体得以再生利用。本发明专利技术萃取废水中的铜离子的方法操作简单，而且离子液体与水不互溶且绿色环保，分相迅速，萃取分离效率高，萃取后回收离子液体，回收的离子液体不影响其萃取效果。

【技术实现步骤摘要】
一种离子液体萃取废水中铜离子的方法
本专利技术属于离子液体萃取
，具体一种离子液体萃取废水中铜离子的方法。
技术介绍
随着全球环境污染问题越来越严重，人们对生存环境的要求逐步提高，环境污染问题中，重金属污染开始得到广大研究学者的重视。尤其在部分工业废水及生活污水中，重金属含量较高、毒性长期持续且不可生物降解，而铜离子污染又是生活常见的重金属污染，这类废水直接或间接地排放到环境中，污染了空气、水和土壤以及食物链，对人类健康造成严重危害。因此，探寻有效处理重金属的方法已迫在眉睫。以废水中重金属离子种类差异及在溶液中存在各异形态为基础，许多学者研究了化学法、物理化学法和生物化学法等常见方法来分离重金属，例如，液相微萃取、固相分离、电沉积、以及离子交换等，虽然有一定的效果，但在分离过程中，操作复杂且容易产生二次污染。近年来，一种新型绿色溶剂-离子液体，受到国内外学者的关注。许多离子液体通过简单的合成就能制得，并且化学结构可调，其离子性质显示出卓越属性，即可以忽略的蒸气压、高电导率、不易燃烧、较高的热化学稳定性、对有机物、无机物等具有良好的溶解性。与传统有机溶剂相比，离子液体不仅可以得到较高的萃取分离效率，而且操作简单、绿色环保，和国家所倡导的经济与环境相协调的绿色发展之路相吻合，在化学化工等领域有着重要的实用前景。但是目前废水中的Cu(П)处理过程中存在的有机溶剂挥发、离子液体不稳定、萃取效率低、易造成二次污染等问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中离子液体不稳定、萃取效率低、易造成二次污染的问题，本专利技术提供一种含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]-)的离子液体萃取废水中的铜离子的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种离子液体萃取废水中铜离子的方法，所述的离子液体中含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]-)，该方法按照以下步骤进行：步骤1，取含铜离子的废水溶液为原料液置于离心管中，向离心管中加入螯合剂溶液、所述的离子液体进行萃取，萃取温度为10-40℃，萃取时间为1-12min；步骤2，将步骤1中萃取后的溶液进行500-6000r离心分离，离心分离时间为1-10min，分离后取上层清液，测萃取前后水相中铜离子含量，计算萃取率；步骤3，向步骤2中离心分离后得到的离子液体中加入反萃取剂进行反萃取，反萃取时间1-10min，反萃取后500-5000r离心分离，离心分离时间为1-10min，取离子液体相，用二次蒸馏水反复洗至中性，即可得到回收的离子液体。进一步，所述离子液体中的阳离子为烷基咪唑离子、烷基哌啶离子、烷基吡咯烷离子、烷基吡啶离子、四烷基铵离子或四烷基膦离子中的一种或几种混合，结构式分别为：其中：R1＝-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3。进一步，所述离子液体中的阳离子为功能化烷基咪唑离子、功能化烷基哌啶离子、功能化烷基吡咯烷离子、功能化烷基吡啶离子、功能化四烷基铵离子或功能化四烷基膦离子中的一种或几种混合，结构式分别为：其中：R1＝-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3；R2＝-CH2OH、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH；-CH2CN、-CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CN、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CN或-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CN。进一步，所述螯合剂溶液为二乙基二硫代氨基甲酸钠、双硫腙、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、1-(2-噻唑偶氮)-2-萘酚、正辛基苯基-N,N-二异丁胺甲酰甲基氧化膦、4，4，4-三氟醚-1-(2-噻吩基)-1，3-丁二酮、2-吡啶甲醛肟、1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑啉酮-5缩2-氨基苯并噻唑席夫碱或二(2-乙基己基)磷酸中的一种或几种混合。进一步，所述螯合剂溶液的浓度为0.01-0.8g/L，加入量为10-3000uL。进一步，所述反萃取剂为硝酸溶液或盐酸溶液，反萃取剂的浓度为0.01-4.00mol/L。进一步，所述双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]-)结构如下：进一步，所述含铜离子的废水溶液中铜离子的浓度为1-10ug/mL，pH＝2-10。本专利技术的有益效果：1、本专利技术萃取废水中的铜离子的方法选用含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]-)的离子液体作为萃取剂，含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]-)的离子液体具有高热稳定性、疏水性好、电化学稳定、电化学窗口宽、极易回收以及电导率高，有易于后期的铜离子的电沉积。本专利技术采用的离子液体稳定、无挥发性、与水不互溶、不需使用其他有机、无机溶剂、用量低、可大大减少成本且整个过程不会产生二次污染。2、本专利技术萃取废水中的铜离子的方法采用二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)、双硫腙、1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)、1-(2-噻唑偶氮)-2-萘酚(TAN)、正辛基苯基-N,N-二异丁胺甲酰甲基氧化膦(CMPO)、4，4，4-三氟醚-1-(2-噻吩基)-1，3-丁二酮、2-吡啶甲醛肟(2-PA)、1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑啉酮-5缩2-氨基苯并噻唑席夫碱(PMBP-2-ABT)或二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)中的一种或几种混合做为螯合剂，上述螯合剂在专利技术过程中起到络合的作用，在萃取实验过程易处理。3、本专利技术的萃取体系简单，操作方便，条件温和，分相明显、迅速，萃取效率高，而且回收后的离子液体可以进行二次利用，回收的离子液体不影响其萃取效果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术工艺过程中，萃取和反萃取分离过程完成后，用火焰原子吸收分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子液体萃取废水中铜离子的方法，其特征在于，所述的离子液体中含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]‑)，该方法按照以下步骤进行：步骤1，取含铜离子的废水溶液为原料液置于离心管中，向离心管中加入螯合剂溶液、所述的离子液体进行萃取，萃取温度为10‑40℃，萃取时间为1‑12min；步骤2，将步骤1中萃取后的溶液进行500‑6000r离心分离，离心分离时间为1‑10min，分离后取上层清液，测萃取前后水相中铜离子含量，计算萃取率；步骤3，向步骤2中离心分离后得到的离子液体中加入反萃取剂进行反萃取，反萃取时间1‑10min，反萃取后500‑5000r离心分离，离心分离时间为1‑10min，取离子液体相，用二次蒸馏水反复洗至中性，即可得到回收的离子液体。

【技术特征摘要】
1.一种离子液体萃取废水中铜离子的方法，其特征在于，所述的离子液体中含双三氟甲基磺酸亚胺阴离子([NTf2]-)，该方法按照以下步骤进行：步骤1，取含铜离子的废水溶液为原料液置于离心管中，向离心管中加入螯合剂溶液、所述的离子液体进行萃取，萃取温度为10-40℃，萃取时间为1-12min；步骤2，将步骤1中萃取后的溶液进行500-6000r离心分离，离心分离时间为1-10min，分离后取上层清液，测萃取前后水相中铜离子含量，计算萃取率；步骤3，向步骤2中离心分离后得到的离子液体中加入反萃取剂进行反萃取，反萃取时间1-10min，反萃取后500-5000r离心分离，离心分离时间为1-10min，取离子液体相，用二次蒸馏水反复洗至中性，即可得到回收的离子液体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子液体中的阳离子为烷基咪唑离子、烷基哌啶离子、烷基吡咯烷离子、烷基吡啶离子、四烷基铵离子或四烷基膦离子中的一种或几种混合，结构式分别为：其中：R1＝-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子液体中的阳离子为功能化烷基咪唑离子、功能化烷基哌啶离子、功能化烷基吡咯烷离子、功能化烷基吡啶离子、功能化四烷基铵离子或功能化四烷基膦离子中的一种或几种混合，结构式分别为：其中：R1＝-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青山，赵丽薇，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21