季铵基低共熔溶剂高效萃取镓的性能及机理研究OA

为探究季铵基低共熔溶剂在关键金属提取领域的机理及提升策略,本研究制备了4种以甲基三辛基氯化铵(Aliquat 336)为氢键受体,不同碳链长度和支链结构的羧酸为氢键供体的低共熔溶剂(DES)。考察了合成的不同组成和结构的DES在盐酸溶液中萃取镓的性能。探究了氢键供体(HBD)与受体(HBA)摩尔比、溶液酸度以及有机相和水相比等因素对镓萃取效率的影响,得出了最佳萃取参数并进行了萃取机理研究。实验测定了DES的密度和黏度等理化性质,计算了过量摩尔体积、黏度偏差和格伦伯格-尼桑相互作用力,将实验与计算结合,探究了低共熔溶剂间的相互作用力的影响因素。结果表明,DES中氢键受体和氢键供体之间的氢键作用力对Ga(Ⅲ)的萃取有协同作用,且碳链和支链的增加会使空间位阻效应和疏水性增强。在Aliquat 336用量相同(0.05 mol/L)的情况下,以Aliquat 336为氢键受体制备的Aliquat 336/DecA-DES对Ga(Ⅲ)的萃取效率可从单独使用Aliquat 336体系萃镓时的8.5%提高至89.7%。本研究证明可以通过低共熔溶剂组分间氢键作用力调控强化体系对金属的萃取效率,为进一步设计高性能DES提供了参考。