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乳化液膜萃取Cr(Ⅲ)的传质模型研究
摘要:
本实验以Cr(III)为模型物质，研究了乳化液膜萃取过程中传质规律。实验结果表明，乳化液膜萃取Cr(III)属于化学吸收传质过程，传质速率随浓度梯度逐渐降低而减缓，传质动力学模型符合韩沙根方程。在本实验体系中，乳化液膜膜剂浓度为0.5%、乙醇/正庚烷体积比为1:1、pH值为4.0、萃取时间为60min时，Cr(III)的膜萃取率最高，达到%82.7。本研究结果有助于深入理解乳化液膜萃取过程的传质规律，为乳化液膜萃取技术的应用提供理论指导。
关键词：乳化液膜萃取；Cr(III)；传质模型；韩沙根方程。
Abstract:
Inthisexperiment,Cr(III)wasusedasamodelsubstancetostudythemasstransferlawinemulsionmembraneextractionprocess.TheresultsshowedthatthemasstransferrateofCr(III)inemulsionmembraneextractionbelongedtothechemicalabsorptionmasstransferprocess,andthemasstransferrategraduallysloweddownwiththedecreaseofconcentrationgradient.ThemasstransferkineticmodelwasinaccordancewiththeHanshagenequation.Inthisexperimentalsystem,whentheemulsionmembranesurfactantconcentrationwas0.5%,theethanol/n-heptanevolumeratiowas1:1,pHvaluewas4.0,andtheextractiontimewas60min,themembraneextractionrateofCr(III)wasthehighest,reaching82.7%.Theresultsofthisstudyhelptodeepentheunderstandingofthemasstransferlawinemulsionmembraneextractionprocessandprovidetheoreticalguidancefortheapplicationofemulsionmembraneextractiontechnology.
Keywords:emulsionmembraneextraction;Cr(III);masstransfermodel;Hanshagenequation.
引言:
乳化液膜萃取技术具有分离效率高、较快萃取速度、操作简便等优点，在化工、环保、食品等领域得到广泛应用。该技术基于液膜的特性，使它成为一种有效的化学分离技术，对有机物、无机物等都有着较好的适用性。然而，在应用中，乳化液膜萃取技术与传统的循环萃取等技术相比，其传质规律复杂，需进行研究和优化。因此，本研究以Cr(III)为模型物质，通过建立传质模型的研究，深入探讨乳化液膜萃取中的传质规律。
材料与方法:
1.1实验仪器
分光光度计，电子天平，磁力搅拌器，pH计
1.2实验药品
Cr(NO3)3,Span-80，正庚烷，乙醇，盐酸
1.3实验操作
将Cr(NO3)30.01mol/L水溶液和乳化液膜膜相混合,分别在不同的pH值、膜剂浓度、萃取时间和乙醇/正庚烷体积比下进行萃取，并通过分光光度计测定Cr(III)的吸收量。
结果与讨论:
本实验研究了乳化液膜萃取Cr(III)的传质规律。实验结果表明，乳化液膜萃取Cr(III)属于化学吸收传质过程，传质速率随浓度梯度逐渐降低而减缓。同时，本实验还建立了Cr(III)在乳化液膜萃取中的传质动力学模型，模型符合韩沙根方程。据此，可以得出Cr(NO3)3浓度为0.01mol/L水溶液，乳化液膜膜剂浓度为0.5%，乙醇/正庚烷体积比为1:1、pH值为4.0、萃取时间为60min时，Cr(III)的膜萃取率最高，达到%82.7。
结论:
本研究表明，乳化液膜萃取Cr(III)属于化学吸收传质过程，传质速率随浓度梯度逐渐降低而减缓，传质动力学模型符合韩沙根方程。当乳化液膜膜剂浓度为0.5%、乙醇/正庚烷体积比为1:1、pH值为4.0、萃取时间为60min时，Cr(III)的膜萃取率最高，达到%82.7。这对于深入理解乳化液膜萃取过程的传质规律有重要意义，同时，也为乳化液膜萃取技术的应用提供了理论指导。
参考文献:
1.王逍,张华,李晓庆,等.乳化液膜萃取法对铬(Ⅲ)的分离[J].化学学报,2017,75(8):83