化学化学 物理化学专业毕业论文物理化学专业毕业论文 精品论文精品论文 结晶紫碱性褪色反应在结晶紫碱性褪色反应在假二元微乳液体系近临界区的动力学和微乳液液膜法萃取镍离子的假二元微乳液体系近临界区的动力学和微乳液液膜法萃取镍离子的研究研究关键词：微乳液关键词：微乳液 动力学动力学 临界点临界点 结晶紫结晶紫 镍离子萃取镍离子萃取摘要：自从 1869 年英国物理学家安德鲁斯发现临界现象以来，相交和临界现象 的研究一直非常活跃，人们发现，截然不同的物理体系在临界点附近都有十分 相似的奇异行为。而临界效应对于溶液中的化学反应同样具有重要影响，二元 体系近临界区中的化学反应已有大量研究，但在假二元微乳液体系中的化学反 应还没有报道。本论文的第一部分用紫外-可见分光光度计研究了结晶紫在水 /AOT/正癸烷和水/CTAB/正丁醇假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性 褪色反应动力学，探讨了临界效应对化学反应动力学的影响。 微乳液是高度 分散的体系，颗粒很小，有很大的传质面积以及很高的传质效率，因而利用微 乳液作为液膜来进行物质的提取分离，不仅具有快速、高效的优点，而且能克 服乳状液的不稳定、易溶胀、破乳难等特点、具有良好的应用前景。镍是工业 上十分重要的原料，在催化剂、电池、合金等方面都有广泛的应用，因此本论 文第二部分还研究了微乳液液膜在萃取镍离子中的应用。 论文的具体内容包 括： (1)研究了结晶紫在水/AOT/正癸烷(LCST，低临界点)-40.8 和 =45.2(水与表面活性剂的物质的量之比)假二元微乳液体系远离临界区和近临 界区的碱性褪色反应动力学。发现当温度远低于假二元体系的低临界点时，反 应速率常数符合 Arrhenius 公式；当温度在低于临界点 0.255-1.382 K 之间时， 反应速率常数高于 Arrhenius 公式推导值，即出现加速现象(Speeding up)，不 符合临界慢化(Critical slowing down)；而且越接近临界点，反应速率常数波 动幅度越大。另外，发现拟合的临界指数 x=0.3220.028(=40.8)和 x=0.3400.034(=45.2)都接近于 0.326(3DIsing 模型的 值)，不吻合 G-W 理论的判断。 (2)研究了结晶紫在水/CTAB/正丁醇(UCST，高临界点)=146 假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性褪色反应动力学。发现当温度 远高于假二元体系的高临界点时，化学反应速率常数符合 Arrhenius 公式；当 温度在高于临界点 0.646-2.282 K 之间时，反应速率常数低于 Arrhenius 公式 推导值，符合临界慢化(Critical slowing down)，而且越接近临界点，反应速 率常数波动幅度越大，另外，发现拟合的临界指数为 x=0.1240.028 接近于 0.11(3DIsing 模型的 值)，吻合 G-W 理论的判断，属于弱慢化。 (3)分别 在两个微乳液体系中研究了 CV+两种分子构型的变化规律，发现不论是在水 /AOT/正癸烷(LCST)体系中还是在水/CTAB/正丁醇(UCST)体系中，当温度处于在 Tc0 到 Tc 之间时 I590/I550(两个特征峰的吸收强度比值)都受到近临界效 应的影响，当体系的温度在逐渐靠近 Tc 时 I590/I550 随温度的升高而增大， 然后在最靠近 Tc 处 I590/I550 又迅速降低。 (4)分别研究了水/AOT/正 癸烷微乳液液膜对标准镍溶液和工业镍溶液中镍离子的萃取和回收，考察了微 乳液液膜组成、pH 值、微乳液液膜与镍溶液的质量比、搅拌时间等实验参数对 萃取率的影响，以及反萃取时 pH 值和短链醇对反萃取率和消除微乳体系乳化的 影响。发现 AOT 和正癸烷的质量比在 7/3 到 6/4 之间时，只要适当调整 pH 值就可以实现对镍离子的有效萃取，而且微乳液液膜可以多次循环萃取。当在 pH 为 9-10 范围内萃取 9 次时，Ni2+的最大富集浓度可达到 44.17g/L，即为工业 镍溶液(0.4230g/L)浓度的 104 倍。正文内容正文内容自从 1869 年英国物理学家安德鲁斯发现临界现象以来，相交和临界现象的 研究一直非常活跃，人们发现，截然不同的物理体系在临界点附近都有十分相 似的奇异行为。而临界效应对于溶液中的化学反应同样具有重要影响，二元体 系近临界区中的化学反应已有大量研究，但在假二元微乳液体系中的化学反应 还没有报道。本论文的第一部分用紫外-可见分光光度计研究了结晶紫在水 /AOT/正癸烷和水/CTAB/正丁醇假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性 褪色反应动力学，探讨了临界效应对化学反应动力学的影响。 微乳液是高度 分散的体系，颗粒很小，有很大的传质面积以及很高的传质效率，因而利用微 乳液作为液膜来进行物质的提取分离，不仅具有快速、高效的优点，而且能克 服乳状液的不稳定、易溶胀、破乳难等特点、具有良好的应用前景。镍是工业 上十分重要的原料，在催化剂、电池、合金等方面都有广泛的应用，因此本论 文第二部分还研究了微乳液液膜在萃取镍离子中的应用。 论文的具体内容包 括： (1)研究了结晶紫在水/AOT/正癸烷(LCST，低临界点)-40.8 和 =45.2(水与表面活性剂的物质的量之比)假二元微乳液体系远离临界区和近临 界区的碱性褪色反应动力学。发现当温度远低于假二元体系的低临界点时，反 应速率常数符合 Arrhenius 公式；当温度在低于临界点 0.255-1.382 K 之间时， 反应速率常数高于 Arrhenius 公式推导值，即出现加速现象(Speeding up)，不 符合临界慢化(Critical slowing down)；而且越接近临界点，反应速率常数波 动幅度越大。另外，发现拟合的临界指数 x=0.3220.028(=40.8)和 x=0.3400.034(=45.2)都接近于 0.326(3DIsing 模型的 值)，不吻合 G-W 理论的判断。 (2)研究了结晶紫在水/CTAB/正丁醇(UCST，高临界点)=146 假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性褪色反应动力学。发现当温度 远高于假二元体系的高临界点时，化学反应速率常数符合 Arrhenius 公式；当 温度在高于临界点 0.646-2.282 K 之间时，反应速率常数低于 Arrhenius 公式 推导值，符合临界慢化(Critical slowing down)，而且越接近临界点，反应速 率常数波动幅度越大，另外，发现拟合的临界指数为 x=0.1240.028 接近于 0.11(3DIsing 模型的 值)，吻合 G-W 理论的判断，属于弱慢化。 (3)分别 在两个微乳液体系中研究了 CV+两种分子构型的变化规律，发现不论是在水 /AOT/正癸烷(LCST)体系中还是在水/CTAB/正丁醇(UCST)体系中，当温度处于在 Tc0 到 Tc 之间时 I590/I550(两个特征峰的吸收强度比值)都受到近临界效 应的影响，当体系的温度在逐渐靠近 Tc 时 I590/I550 随温度的升高而增大， 然后在最靠近 Tc 处 I590/I550 又迅速降低。 (4)分别研究了水/AOT/正 癸烷微乳液液膜对标准镍溶液和工业镍溶液中镍离子的萃取和回收，考察了微 乳液液膜组成、pH 值、微乳液液膜与镍溶液的质量比、搅拌时间等实验参数对 萃取率的影响，以及反萃取时 pH 值和短链醇对反萃取率和消除微乳体系乳化的 影响。发现 AOT 和正癸烷的质量比在 7/3 到 6/4 之间时，只要适当调整 pH 值就 可以实现对镍离子的有效萃取，而且微乳液液膜可以多次循环萃取。当在 pH 为 9-10 范围内萃取 9 次时，Ni2+的最大富集浓度可达到 44.17g/L，即为工业 镍溶液(0.4230g/L)浓度的 104 倍。 自从 1869 年英国物理学家安德鲁斯发现临界现象以来，相交和临界现象的研究 一直非常活跃，人们发现，截然不同的物理体系在临界点附近都有十分相似的 奇异行为。而临界效应对于溶液中的化学反应同样具有重要影响，二元体系近临界区中的化学反应已有大量研究，但在假二元微乳液体系中的化学反应还没 有报道。本论文的第一部分用紫外-可见分光光度计研究了结晶紫在水/AOT/正 癸烷和水/CTAB/正丁醇假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性褪色反 应动力学，探讨了临界效应对化学反应动力学的影响。 微乳液是高度分散的 体系，颗粒很小，有很大的传质面积以及很高的传质效率，因而利用微乳液作 为液膜来进行物质的提取分离，不仅具有快速、高效的优点，而且能克服乳状 液的不稳定、易溶胀、破乳难等特点、具有良好的应用前景。镍是工业上十分 重要的原料，在催化剂、电池、合金等方面都有广泛的应用，因此本论文第二 部分还研究了微乳液液膜在萃取镍离子中的应用。 论文的具体内容包括： (1)研究了结晶紫在水/AOT/正癸烷(LCST，低临界点)-40.8 和 =45.2(水与 表面活性剂的物质的量之比)假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性褪 色反应动力学。发现当温度远低于假二元体系的低临界点时，反应速率常数符 合 Arrhenius 公式；当温度在低于临界点 0.255-1.382 K 之间时，反应速率常 数高于 Arrhenius 公式推导值，即出现加速现象(Speeding up)，不符合临界慢 化(Critical slowing down)；而且越接近临界点，反应速率常数波动幅度越大。 另外，发现拟合的临界指数 x=0.3220.028(=40.8)和 x=0.3400.034(=45.2)都接近于 0.326(3DIsing 模型的 值)，不吻合 G-W 理论的判断。 (2)研究了结晶紫在水/CTAB/正丁醇(UCST，高临界点)=146 假二元微乳液体系远离临界区和近临界区的碱性褪色反应动力学。发现当温度 远高于假二元体系的高临界点时，化学反应速率常数符合 Arrhenius 公式；当 温度在高于临界点 0.646-2.282 K 之间时，反应速率常数低于 Arrhenius 公式 推导值，符合临界慢化(Critical slowing down)，而且越接近临界点，反应速 率常数波动幅度越大，另外，发现拟合的临界指数为 x=0.1240.028 接近于 0.11(3DIsing 模型的 值)，吻合 G-W 理论的判断，属于弱慢化。 (3)分别 在两个微乳液体系中研究了 CV+两种分子构型的变化规律，发现不论是在水 /AOT/正癸烷(LCST)体系中还是在水/CTAB/正丁醇(UCST)体系中，当温度处于在 Tc0 到 Tc 之间时 I590/I550(两个特征峰的吸收强度比值)都受到近临界效 应的影响，当体系的温度在逐渐靠近 Tc 时 I590/I550 随温度的升高而增大， 然后在最靠近 Tc 处 I590/I550 又迅速降低。 (4)分别研究了水/AOT/正 癸烷微乳液液膜对标准镍溶液和工业镍溶液中镍离子的萃取和回收，考察了微 乳液液膜组成、pH 值、微乳液液膜与镍溶液的质量比、搅拌时间等实验参数对 萃取率的影响，以及反萃取时 pH 值和短链醇对反萃取率和消除微乳体系乳化的 影响。发现 AOT 和正癸烷的质量比在 7/3 到 6/4 之间时，只要适当调整 pH 值就 可以实现对镍离子的有效萃取，而且微乳液液膜可以多次循环萃取。当在 pH 为 9-10 范围内萃取 9 次时，Ni2+的最大富集浓度可达到 44.17g/L，即为工业 镍溶液(0.4230g/L)浓度的 104 倍。 自从 1869 年英国物理学家安德鲁斯发现临界现象以来，相交和临界现象的研究