專利名稱：一種從含酚廢水中萃取酚類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酰胺類離子液體作為萃取劑從含酚廢水中萃取 酚類化合物的方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國化工行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，但是工業(yè)排放的廢水 卻給我們賴以生存的環(huán)境帶來了嚴重的影響和極大的危害。人體攝入 一定量的含酚廢水會對人體造成不同程度的傷害。因此對于含酚廢水 的整治是一項重要的研究內(nèi)容。液-液萃取分離是一種有效的分離方 法，應(yīng)用范圍極為廣泛。該方法采用的溶劑一般常用苯、輕油、醋酸丁酯、甲基異丁基酮、異丙醚、磷酸三丁酯，N,N—二(1一甲基庚基) 乙酰胺等萃取劑。但是，酮類溶劑水溶性較大，磷酸三丁酯容易降解， 并且降解產(chǎn)物不能完全燃燒等。由此可以看出，以往萃取操作過程中 選擇萃取劑的標準基本以萃取效果為衡量標度，對環(huán)境因素考慮較 少，這導(dǎo)致了使用的有機溶劑揮發(fā)性強、毒性大、對環(huán)境危害嚴重等 各種問題。近年來，我們正致力于綠色化學(xué)和清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究， 在本發(fā)明中，我們選擇綠色溶劑，從源頭消除以往萃取工藝中的缺點， 把整個過程變成綠色環(huán)保工藝。離子液體較傳統(tǒng)的液態(tài)物質(zhì)相比，離子液體具有以下幾個優(yōu)勢①幾乎沒有蒸汽壓，不易揮發(fā)，從而在使用過程中不會給環(huán)境造成很大污染；②具有較大的穩(wěn)定溫度范圍(-100 20(TC)和較好的化學(xué) 穩(wěn)定性；③通過陰陽離子的設(shè)計可調(diào)節(jié)其對無機物、水、有機物及聚 合物的溶解性，并且其酸度可調(diào)至超酸性，因此可通過一定的陰離子 的組合設(shè)計構(gòu)筑功能化離子液體。在萃取分離過程中，用離子液體萃 取揮發(fā)性有機物時，因離子液體無蒸汽壓、熱穩(wěn)定性好，萃取完成后 離子液體易于循環(huán)使用。美國的學(xué)者最早利用離子液體進行了萃取研究，他們用憎水的離 子液體[bmim][PF6;i從水中萃取苯的衍生物如甲苯、苯胺、苯甲酸、氯 苯等，并研究了各種萃取物在離子液體中的分配系數(shù)。用離子液體萃 取水溶液中有機物質(zhì)，表現(xiàn)出和其他的萃取劑相類似的一些性質(zhì)。并 發(fā)現(xiàn)[bmim][PF6]從水中萃取苯的衍生物如甲苯、苯胺、苯甲酸、氯苯 等，溶質(zhì)在離子液體/水兩相體系中分配系數(shù)與在辛醇/水兩相體系的 分配系數(shù)有大體的線性關(guān)系。但是，目前應(yīng)用離子液體從水溶液萃取 有機物最大的困難在于離子液體的流失，無論離子液體在水中的溶解 度多小，萃取過程都會造成一部分離子液體進入到水相中，由于離子 液體的高昂價格及其對環(huán)境的未知毒性使其萃取過程目前無法大規(guī) 模工業(yè)應(yīng)用。因此，在本發(fā)明中，利用酰胺類離子液體作為萃取劑研究了萃取 含酚廢水中酚類化合物的方法，這是一項綠色化學(xué)技術(shù)，目前尚未見 報道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以酰胺類離子液體作為萃 取劑從含酚廢水中萃取酚類化合物的方法，達到保護環(huán)境的目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 一種使用酰胺類離子液體作為萃取 劑，從含酚廢水中萃取酚類化合物的方法，所用的酰胺類離子液體如 式(I)所示(I)其中，R1、 W各自獨立為C1 C10的酰胺基或C1 C10的烷基；L—為下列之一BF4—、 PF6—、 OAc—、 CF3S03—、 N(S02CF3)2—。本發(fā)明所述的含酚廢水指含有酚類化合物的廢水。所述的酚類化合物為苯酚和/或取代苯酚，取代苯酚的取代基可以是鹵素、羥基、甲基、乙基、醛基、羧基等。優(yōu)選的，所述的酰胺類離子液體為咪唑類四氟硼酸鹽或咪唑類六氟磷酸鹽，更優(yōu)選為咪唑類六氟磷酸鹽。本發(fā)明所述的酰胺類離子液體與含酚廢水的質(zhì)量比推薦為l 10: 1。具體的，所述的方法可按照如下操作在反應(yīng)容器中，加入質(zhì)量 比為1 10: l的酰胺類離子液體與含酚廢水，在pH為l 9、溫度為15 15(TC的條件下，攪拌下萃取0.5 50小時，靜置分層，分離有機 相后，用氣相色譜分析萃取后水相中酚類化合物的含量。在本發(fā)明中，在反應(yīng)容器中還可以加入鹽析劑再進行萃取。所述的鹽析劑推薦為氯化銨或氯化鈉。本發(fā)明中，鹽析劑可以加至飽和， 也可以不加至飽和。進一步，本發(fā)明中，所述酰胺類離子液體與含酚廢水的質(zhì)量比優(yōu) 選1 10: 1;萃取液的pH優(yōu)選為5;萃取溫度優(yōu)選20 50°C;萃取 時間優(yōu)選1 5小時。本發(fā)明將酰胺類離子液體作為萃取劑用于廢水中酚類化合物的 萃取，其有益效果主要是改善了萃取效果，離子液體可以循環(huán)使用， 安全穩(wěn)定，對環(huán)境無污染，是經(jīng)濟實用的環(huán)保技術(shù)。
具體實施方式
以下以具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范 圍不限于此本發(fā)明實施例所用的含酚廢水中的酚類化合物含量為0.5mg/mJL。實施例1將含苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，l-甲基-3-丙酰胺 基咪唑六氟磷酸鹽15毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pH-5和15'C的 條件下，在磁力攪拌器上攪拌30分鐘,然后有機相和水相分離，用氣 相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后有機相中 苯酚濃度0.11mg/mL，萃取率為22%。 實施例2將含苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，l-甲基-3-丙酰胺
基咪唑六氟磷酸鹽30毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pH-5和150'C 的條件下，在磁力攪拌器上攪拌l小時,然后有機相和水相分離，用氣 相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后有機相中 苯酚濃度0.22mg/mL，萃取率為44%。 實施例3將含苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，l-乙酰胺基-3-己 酰胺基咪唑六氟磷酸鹽30毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pl^9和 5(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌50小時,然后有機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后有機 相中苯酚濃度0.41mg/mL，萃取率為82%。 實施例4將含苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，l-己酰胺基-3-辛 酰胺基咪唑六氟磷酸鹽30毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pl^6和 IO(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時,然后有機相和水相分 離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后 有機相中苯酚濃度0.45mg/mL，萃取率為90%。 實施例5將含苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，1， 3-二-己酰胺基 咪唑四氟硼酸鹽30毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pH-6和10(TC的 條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時，然后有機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后有機相中 苯酚濃度0.34mg/mL，萃取率為68%。
實施例6將含苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，l-己酰胺基-3-癸 酰胺基咪唑六氟磷酸鹽30毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pH-6和 IO(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時，然后有機相和水相分 離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后 有機相中苯酚濃度0.45mg/mL，萃取率為90%。 實施例7將含4-甲基苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，1-己酰胺基 -3-癸酰胺基咪唑六氟磷酸鹽30毫克，放在50毫升反應(yīng)瓶中，在pH=6 和10(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時,然后有機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后 有機相中苯酚濃度0.45mg/mL，萃取率為90%。 實施例8將含4-氯苯酚化合物的廢水(0.5 mg/mL) 30毫升，1-己酰胺基-3-癸酰胺基咪唑六氟磷酸鹽30毫克，氯化銨15mg，放在50毫升反應(yīng)瓶 中，在pH-6和10(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時,然后有 機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減 法計算萃取后有機相中苯酚濃度0.47 mg/mL，萃取率為94%。 實施例8將含對二苯酚化合物的廢水(0.5 mg/mL) 30毫升，1-己酰胺基-3-癸酰胺基咪唑六氟磷酸鹽150毫克，氯化銨15mg，放在50毫升反應(yīng)瓶 中，在pH:6和100。C的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時,然后有 機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減法計算萃取后有機相中苯酚濃度0.48 mg/mL，萃取率為96%。 實施例9將含對二苯酚化合物的廢水(0.5 mg/mL) 30毫升，1-己酰胺基-3-癸酰胺基咪唑六氟磷酸鹽150毫克，氯化鈉15mg，放在50毫升反應(yīng)瓶 中，在pH-6和10(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時,然后有 機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后，用差減 法計算萃取后有機相中苯酚濃度0.48 mg/mL，萃取率為96%。 實施例10將含對羧基苯酚化合物的廢水(0.5mg/mL) 30毫升，1-己酰胺 基-3-癸酰胺基咪唑六氟磷酸鹽150毫克，氯化鈉15mg，放在50毫升 反應(yīng)瓶中，在pH:6和10(TC的條件下，在磁力攪拌器上攪拌10小時， 然后有機相和水相分離，用氣相色譜分析萃取后水相中苯酚含量后， 用差減法計算萃取后有機相中苯酚濃度0.48 mg/mL，萃取率為96%。
權(quán)利要求
1.一種從含酚廢水中萃取酚類化合物的方法，其特征在于所述的方法是，以如式(I)所示的酰胺類離子液體為萃取劑，從含酚廢水中萃取酚類化合物；式(I)中，R1、R2各自獨立為C1～C10的酰胺基或C1～C10的烷基；L-為下列之一BF4-、PF6-、OAC-、CF3SO3-、N(SO2CF3)2-；所述的酚類化合物為苯酚和/或取代苯酚，所述取代苯酚中的取代基為鹵素、羥基、甲基、乙基、醛基或羧基。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的酰胺類離子液體為 咪唑類四氟硼酸鹽或咪唑類六氟磷酸鹽。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的酰胺類離子液體為 咪唑類六氟磷酸鹽。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的酰胺類離子液體與 含酚廢水的質(zhì)量比為1 10: 1。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的方法為在反應(yīng)容 器中，加入質(zhì)量比為1 10: 1的酰胺類離子液體與含酚廢水，在pH 為1 9、溫度為15 150。C的條件下，攪拌下萃取0.5 50小時，靜 置分層，分離有機相后，用氣相色譜分析分析萃取后的水相中酚類化 合物的含量。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在反應(yīng)容器中還加入鹽析劑再進行萃取。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的鹽析劑為氯化銨或 氯化鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從含酚廢水中萃取酚類化合物的方法，該方法采用如式(I)所示的酰胺類離子液體作為萃取劑，式(I)中，R¹、R²各自獨立為C1～C10的酰胺基或C1～C10的烷基，L^-為下列之一BF₄^-、PF₆^-、OA_C^-、CF₃SO₃^-、N(SO₂CF₃)₂^-。所述的酚類化合物為苯酚和/或取代苯酚，取代苯酚的取代基可以是鹵素、羥基、甲基、乙基、醛基、羧基等。本發(fā)明將酰胺類離子液體作為萃取劑，從廢水中酚類化合物，改善了萃取效果，離子液體可以循環(huán)使用，安全穩(wěn)定，對環(huán)境無污染，是經(jīng)濟實用的環(huán)保技術(shù)。
文檔編號C07C37/72GK101209957SQ20071016461
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者姬登祥, 斯小陽, 文 裴, 計建炳 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)