对硝基酚的支撑液膜传输研究

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对硝基酚(PNP)是一种重要的化工原料,广泛应用于染料、药物制造及化学品合成等行业。但同时PNP又是一种毒害性很强的控制污染物,难以自然降解,并在食物链中形成积累,因此将含PNP废水进行处理对于环境保护具有重要的实际意义。支撑液膜法具有工艺简单,选择性好,无二次污染等特点。本文以PNP为液膜传输对象,微孔聚偏氟乙烯膜为支撑体,分别选用N,N-二(1-甲基-庚基)乙酰胺(N-503)和三正辛胺(TOA)为支撑液膜载体,煤油为膜溶剂,研究了这两种支撑液膜体系分离富集对硝基酚的传输过程。同时对PNP的传质机理和影响传输的各种因素进行了探讨,确定了这两种体系下分离富集PNP的最佳条件,建立了相应的传质方程,取得了如下研究结果: (1) 在N-503/煤油支撑液膜体系中,PNP适宜的分离富集条件为:料液相pH为1.42、使用KNO3控制离子强度为0.4、解析相NaOH浓度为0.025mol/L、载体浓度为20%、当PNP初始浓度为1.8×10-4mol/L时,60min,传输率可达82.5%,渗透系数为P=3.58×10-3m/s。 (2) 在TOA/煤油支撑液膜体系中,PNP适宜的分离富集条件为:料液相pH为1.3、使用KCl控制离子强度为0.2、解析相KOH浓度为0.0375mol/L、载体浓度为20%、当PNP初始浓度为1.8×10-4mol/L时,60min,传输率可达83.5%,渗透系数为P=3.96×10-3m/s。 (3) 在N-503/煤油支撑液膜体系中PNP服从P=5.03×10-3cN-503/(1.513cN-503+1)传输动力学方程,其扩散层厚度daq=2.72×10-3m,在液膜内的扩散系数Dorg=3.75×10-8m2/s;在TOA/煤油支撑液膜体系中PNP服从P=1.259×10-2cTOA/(3.402cTOA+1)传输动力学方程,其扩散层厚度daq=2.43×10-3m,在液膜内的扩散系数Dorg=9.38×10-9m2/s。 (4) 分别建立了N-503/煤油和TOA/煤油支撑液膜体系中[H+]-P经验公式。在N-503/煤油支撑液膜体系料液相中[H+]-P经验公式为P=1.598×10-3×(-lg[H+])-0.2302;在TOA/煤油支撑液膜体系料液相中[H+]-P经验公式为P=2.271×10-3×(-lg[H+])-0.8835
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