一种离子液体双水相萃取铜离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种离子液体双水相萃取铜离子的方法，属于萃取技术领域。本发明专利技术选用了咪唑类、吡啶类两类共10种离子液体，与Na

A method of extracting copper ion by ionic liquid in two water phases

【技术实现步骤摘要】
一种离子液体双水相萃取铜离子的方法
本专利技术涉及一种离子液体双水相萃取铜离子的方法，属于萃取

技术介绍
铜在作为人体必需微量元素、工业重要原料的同时，也是美国环保局所列的优先污染物之一。萃取是现代湿法冶铜的关键步骤，此外，在元素检测前处理、污染物去除等方面都需要应用到铜的萃取技术。在传统的铜萃取技术中，需要使用萃取剂和稀释剂，有的技术还需要使用助溶剂。目前常用的萃取剂主要有羟肟、7-取代-8-羟基喹啉、三元胺和季铵盐、B-二酮等有毒、难降解的有机物。稀释剂一般为挥发性有机溶剂，对环境和操作人员的健康造成了严重危害。助溶剂一般为难降解的络合物。因此，传统的铜萃取技术会对环境造成严重的影响。离子液体(ionicliquids)由于其挥发性极低，因此被誉为“绿色溶剂”，作为传统有机溶剂的代替品在萃取金属离子方面受到了广泛关注，但是使用离子液体萃取铜仍需要使用萃取剂。离子液体双水相是离子液体和另一种溶质同时溶于水时，形成互不相溶的两相水溶液，用于萃取具有黏度低、分相快、不易乳化、离子液体用量少等优点。但离子液体双水相体系种类繁多，对不同物质的萃取率不同，目前没有离子液体双水相用于萃取铜的技术。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种离子液体双水相萃取废水中Cu2+的方法，所述方法选用咪唑类或吡啶类离子液体，与Na3PO4或NaH2PO4混合形成双水相体系，对溶液中的Cu2+进行萃取，该方法工艺简单、无需另外添加螯合剂、避免了传统萃取方法中需要有毒、难降解的萃取剂以及大量有机溶剂的弊端。同时，在其他离子共存的情况下，依然具有较高的萃取效率，抗干扰能力强。本专利技术的第一个目的是提供一种离子液体双水相萃取铜离子的方法，所述方法步骤如下：向含铜溶液中加入一种咪唑类或吡啶类离子液体和一种无机盐，混合均匀，静置或离心分层，即形成双水相体系，上层为含有大量铜离子的富离子液体相(Pupper)，下层为富盐的水相(Pbottom)。在本专利技术的一种实施方式中，所述含铜溶液的浓度为8mg/L～3000mg/L。在本专利技术的一种实施方式中，所述咪唑类离子液体为氯化N-丁基咪唑、氯化N-己基咪唑、氯化N-辛基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-2，3-二甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-2，3-二甲基咪唑中的一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述咪唑类离子液体为氯化1-辛基-3-甲基咪唑。在本专利技术的一种实施方式中，所述吡啶类离子液体为氯化N-丁基吡啶、氯化N-己基吡啶。在本专利技术的一种实施方式中，所述的盐为Na3PO4、NaH2PO4、NaCl、K3PO4中的一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述的盐为Na3PO4。在本专利技术的一种实施方式中，所述的离子液体占溶液总质量的0.3％～5％。在本专利技术的一种实施方式中，所述的盐占溶液总质量的3％～40％。在本专利技术的一种实施方式中，所述的离子液体和盐的质量比为1:8～1:15。在本专利技术的一种实施方式中，所述的离子液体和盐的质量比为1:10。在本专利技术的一种实施方式中，所述混合均匀的方法包括搅拌、震荡和超声处理。在本专利技术的一种实施方式中，所述的超声处理的条件为：将双水相体系放入超声清洗仪中超声震荡2-10min，然后以2000～4000r·min-1转速离心2～5min。本专利技术的第二个目的是提供一种去除污水中铜离子的方法，所述方法应用上述方法萃取污水中的铜离子。本专利技术的第三个目的是提供上述萃取铜离子的方法在湿法冶金领域的应用。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的方法工艺简单，无需另外添加有毒、难降解的螯合剂，也避免了传统萃取方法中需要大量使用有机溶剂的弊端，是绿色环保的过程；(2)本专利技术中提供的双水相萃取体系对铜离子的萃取率极高，不仅能够实现对低浓度含铜溶液中铜离子的有效萃取，同样还能够有效萃取高低浓度含铜溶液中的铜离子，萃取率能够达到95％以上；(3)本专利技术中使用的离子液体价廉易得、使用量少、成本较低，没有生物毒性；(4)本专利技术中提供的双水相萃取体系抗干扰能力强，在其他金属离子共存的情况下，对铜离子的萃取效率并不没有降低，反而有所提升；(5)本专利技术的双水相体系萃取铜离子时所需时间短、分相清晰、操作方便、设备简单。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述，但本专利技术的实施方式不限于这些实例。1、测定溶液中Cu2+浓度的方法：采用原子吸收光谱法对铜离子含量进行测定：原子吸收光谱法是依据处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。本专利技术使用的仪器是岛津有限公司的AA-7000原子吸收分光光度计。仪器的工作条件：波长325.2nm，光谱带宽0.4nm，灯电流为6mA，乙炔流量为1.5L/min，燃气与助燃气比为1:4，火焰为氧化性火焰，采用无氖灯背景。2、萃取率计算方式：萃取率(E)通过以下公式计算得到：式中：[Cu2+]O为Cu2+的初始浓度(mg·L-1)；[Cu2+]w为下层水相Pbottom中Cu2+的浓度(mg·L-1)。实施例1离子液体为氯化1-辛基-3-甲基咪唑(1)形成双水相体系：在50mL离心管中加入8mg/L的含铜溶液25mL，分别加入1g的离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑、10gNa3PO4，使其形成双水相体系，将体系放入超声清洗仪中超声震荡10min，然后以4000r·min-1转速离心5min，静置分层，上层为含有大量铜离子的离子液体相(Pupper)，下层为富Na3PO4的水相(Pbottom)。(2)测定分相是否完全：用紫外分光光度计测定未稀释的Pbottom于211nm的吸光度，即咪唑环的特征吸收波长，未检测到吸收峰，表明Pbottom中离子液体的浓度低于检出限，说明分相已达到完全。测定萃取效率：使用原子吸收分光光度计(岛津，AA-7000)测Cu2+浓度，并计算萃取率。每组实验做三份平行样，结果报告为平均值和标准偏差。经计算，离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑对浓度为8mg/L的含铜溶液中铜离子的萃取率达到97.31％±1.48。实施例2萃取高浓度含铜溶液中的铜(1)形成双水相体系：在50mL离心管中加入3000mg/L的含铜溶液25mL，分别加入1g的离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑、10gNa3PO4，使其形成双水相体系，将体系放入超声清洗仪中超声震荡10min，然后以4000r·min-1转速离心5min，静置分层，上层为含有大量铜离子的离子液体相(Pupper)，下层为富Na3PO4的水相(Pbottom)。(2)测定分相是否完全：用紫外分光光度计测定未稀释的Pbottom于211nm的吸光度，即咪唑环的特征吸收波长，未检测到吸收峰，表明Pbott本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种萃取铜离子的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：/n向含铜溶液中加入一种咪唑类或吡啶类离子液体和一种无机盐，混合均匀，静置或离心分层，即形成双水相体系，上层为含有大量铜离子的富离子液体相(P

【技术特征摘要】
1.一种萃取铜离子的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
向含铜溶液中加入一种咪唑类或吡啶类离子液体和一种无机盐，混合均匀，静置或离心分层，即形成双水相体系，上层为含有大量铜离子的富离子液体相(Pupper)，下层为富盐的水相(Pbottom)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜溶液的浓度为8mg/L～3000mg/L。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述咪唑类离子液体为氯化N-丁基咪唑、氯化N-己基咪唑、氯化N-辛基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-己基-2，3-二甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-2，3-二甲基咪唑。


4.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：季蒙蒙，马欢欢，邓芸，高欣，范理波，宋飞跃，阮文权，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32