申请日2007.07.04
公开(公告)日2007.12.26
IPC分类号C02F101/30; C02F1/26
摘要
本发明涉及一种富集废水中芳香类化合物的方法。利用疏水性离子液体萃取回收水溶液中的芳香类化合物，实现从废水中富集回收芳香类化合物的目的。萃取后的离子液体相可通过蒸馏或者减压蒸馏回收芳香类化合物，使离子液体可以循环再使用，从而提供一种简便、节能、高效的富集回收废水中芳香类化合物的新方法。
权利要求书
1、一种富集废水中芳香类化合物的方法，其特征在于，步骤和 条件为：
(1)将离子液体与芳香类化合物水溶液按离子液体体积与水溶 液体积比为1∶1～1∶30混合均匀，水相中芳香类化合物的浓度为 10ug/mL～1000ug/mL范围内，该水溶液的pH值为2～8，静置分相， 水溶液中芳香类化合物富集于离子液体相中;
(2)将离子液体相利用旋转蒸发仪蒸发出芳香类化合物，离子 液体循环利用;
所述的离子液体为：季胺盐、季膦盐、咪唑盐。
2、一种富集废水中芳香类化合物的方法，其特征在于，采用多 级富集的方式，步骤和条件为：
(1)将离子液体与芳香类化合物水溶液按离子液体体积与水溶 液体积比为1∶1～1∶30混合均匀，水相中芳香类化合物的浓度为 10ug/mL～1000ug/mL范围内，该水溶液的pH值为2～8，静置分相， 水溶液中芳香类化合物富集于离子液体相中;
(2)将离子液体相利用旋转蒸发仪蒸发出芳香类化合物，离子 液体循环利用;
(3)将萃取后的芳香类化合物水溶液可再加入离子液体，重复步 骤(1)和(2);
所述的离子液体为：季胺盐、季膦盐、咪唑盐;
3、如权利要求1所述的一种富集废水中芳香类化合物的方法， 其特征在于，所述的离子液体为：[A336+][NO3 -](1-甲基-3-烷基季胺 硝酸盐)、Cyphos IL 109(P109)或[C8mim+][PF6 -](1-辛基-3-甲基咪唑 六氟磷酸盐)。
4、如权利要求1所述的一种富集废水中芳香类化合物的方法， 其特征在于，所述的芳香类化合物为苯酚、硝基苯、对硝基苯酚或苯 胺。
5、如权利要求2所述的一种富集废水中芳香类化合物的方法， 采用多级富集的方式，其特征在于，所述的离子液体为： [A336+][NO3 -](1-甲基-3-烷基季胺硝酸盐)、Cyphos IL 109(P109)或 [C8mim+] [PF6 -](1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)。
6、如权利要求2所述的一种富集废水中芳香类化合物的方法， 采用多级富集的方式，其特征在于，所述的芳香类化合物为苯酚、硝 基苯、对硝基苯酚或苯胺。
说明书
一种富集废水中芳香类化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种富集废水中芳香类化合物的方法。
背景技术
芳香类化合物是有机合成的重要原料和有机溶剂，但也是一类对 环境危害极大的污染物。该类化合物性质稳定，具有很大的毒性和致 癌、致突变作用，而且一般都有很好的脂溶性，可以在人体和动物的 脂肪组织内积储，从而造成长期的危害。环境中的芳香类化合物主要 来自化工厂、染料厂的废水、废气。生产和运输过程中的意外事故， 也会造成芳香类化合物的严重污染。中国专利(陆晓华，徐中其，吸 附法处理硝基苯类化合物工业废水的方法，CN：1266820A)报道了采 用活性炭纤维为吸附剂，处理废水中的硝基苯类化合物，但该方法存 在吸附剂耗量大，处理费用高等问题;刘晓林等(刘晓林，徐星芸， 王书林，一种去除水中硝基苯的处理方法，CN：1765772A)采用先酸 化分解再好氧生化去除水中的硝基苯，但由于芳香类化合物难生物降 解，去除效率低。因此目前对于芳香类化合物废水的处理尚未有很好 的技术。
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的，在室温或 室温附近温度下呈液态的盐类，由于具有的优良溶剂性能、强极性能、 几乎不挥发等优点，而受到广泛关注，在化学合成、电化学、萃取分 离、材料制备等诸多领域的应用日益为世人所关注。国内外已有很多 离子液体用于萃取分离的报道。Rogers等研究了苯、氯苯等化合物在 水和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4min]PF6)中的分配 系数，以及体系pH值对苯甲酸等芳香类有机酸分配比的影响，提出 离子液体有望代替传统的易挥发性有机溶剂用于萃取分离 (Huddleston，J.G.Chem.Commun.1998，1765-1766)。Vijayaraghavan 等研究了利用[C4min]PF6萃取和回收水溶液中的偶氮染料，回收率可 达到98%(Vijayaraghavan，R.Talanta.2006，69，1059-1062)。中国发 明专利(李昊，余江，胡雪生等，使用离子液体从废水中分离回收微 量有机溶剂的方法，CN：1238262C)提出利用[C4min]PF6等离子液体 回收废水中的微量乙醇、乙酸乙酯等的方法。张锁江等(张锁江，李 闲，张建敏等，新型离子液体作为萃取剂萃取水中有机物，CN： 1712093A)采用新型离子液体P666，14LABS作为萃取剂，萃取水中的 苯酚和邻苯二酚。目前离子液体用于液/液萃取分离的研究和开发是 离子液体研究的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的在于克服现有废水中芳香类化合物的富集和回收 存在分离难度大，回收率低、方法复杂和成本高等问题，提出利用离 子液体富集废水中芳香类化合物的方法。本发明中建立了利用疏水性 离子液体富集和回收废水中硝基苯、苯酚等芳香类化合物的方法，研 究了体系的pH值和相比对离子液体萃取芳香类化合物萃取率的影 响。
离子液体萃取有机物的机理一般认为是相似相溶原理。利用疏水 性离子液体萃取和富集废水中芳香类化合物时，由于离子液体蒸气压 低，热稳定性好，与芳香类化合物相溶性好，可以萃取水溶液中的芳 香类化合物，实现从废水中富集回收芳香类化合物的目的。萃取后的 离子液体相可通过蒸馏或者减压蒸馏回收芳香类化合物，使离子液体 可以循环再使用，从而提供一种简便、节能、高效的富集回收废水中 芳香类化合物的新方法。
本发明的一种富集废水中芳香类化合物的方法，步骤和条件如 下：
(1)将离子液体与芳香类化合物水溶液按离子液体体积与水溶 液体积比为1∶1～1∶30混合均匀，水相中芳香类化合物的浓度为 10ug/mL～1000ug/mL范围内，该水溶液的pH值为2～8，静置分相， 水溶液中芳香类化合物富集于离子液体相中;
(2)将离子液体相利用旋转蒸发仪蒸发出芳香类化合物，离子 液体循环利用。
(3)采用多级富集的方式，提高芳香类有机化合物的萃取率：将 萃取后的芳香类化合物水溶液可再加入离子液体，重复步骤(1)和 (2);
利用高效液相色谱测定水溶液中的芳香类化合物的浓度，按公式 1计算萃取率。
公式1
相比=离子液体的体积/水溶液的体积
所述的离子液体为：季胺盐、季膦盐或咪唑盐，优先选用 [A336+][NO3 -](1-甲基-3-烷基季胺硝酸盐)、Cyphos IL 109(P109)或 [C8mim+][PF6 -](1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐);
所述的芳香类化合物优先选苯酚、硝基苯、对硝基苯酚或苯胺。
与已有技术相比，本发明提供的一种富集废水中芳香类化合物的 方法优点在于：
1.离子液体萃取分离芳香类化合物具有很高的萃取率，一般化 合物如苯胺或苯酚，萃取率可达到60%以上，有些化合物如硝基苯或 对硝基苯酚的萃取率可达到95%以上，离子液体可以循环使用，而且 有机物也可回收利用。
2.离子液体几乎没有蒸汽压，不会造成环境污染。
3.该方法易于放大而且可连续化，可采取多级富集，工作条件 较温和，可节省能耗。