結(jié)晶紫堿性褪色反應(yīng)在假二元微乳液體系近臨界區(qū)的動(dòng)力學(xué)和微乳液液膜法萃取鎳離子的研究.pdf

1、自從1869年英國物理學(xué)家安德魯斯發(fā)現(xiàn)臨界現(xiàn)象以來，相交和臨界現(xiàn)象的研究一直非常活躍，人們發(fā)現(xiàn)，截然不同的物理體系在臨界點(diǎn)附近都有十分相似的奇異行為。而臨界效應(yīng)對(duì)于溶液中的化學(xué)反應(yīng)同樣具有重要影響，二元體系近臨界區(qū)中的化學(xué)反應(yīng)已有大量研究，但在假二元微乳液體系中的化學(xué)反應(yīng)還沒有報(bào)道。本論文的第一部分用紫外-可見分光光度計(jì)研究了結(jié)晶紫在水/AOT/正癸烷和水/CTAB/正丁醇假二元微乳液體系遠(yuǎn)離臨界區(qū)和近臨界區(qū)的堿性褪色反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，探討了

2、臨界效應(yīng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響。 微乳液是高度分散的體系，顆粒很小，有很大的傳質(zhì)面積以及很高的傳質(zhì)效率，因而利用微乳液作為液膜來進(jìn)行物質(zhì)的提取分離，不僅具有快速、高效的優(yōu)點(diǎn)，而且能克服乳狀液的不穩(wěn)定、易溶脹、破乳難等特點(diǎn)、具有良好的應(yīng)用前景。鎳是工業(yè)上十分重要的原料，在催化劑、電池、合金等方面都有廣泛的應(yīng)用，因此本論文第二部分還研究了微乳液液膜在萃取鎳離子中的應(yīng)用。 論文的具體內(nèi)容包括： (1)研究了結(jié)晶紫在水/

3、AOT/正癸烷(LCST，低臨界點(diǎn))ω-40.8和ω=45.2(水與表面活性劑的物質(zhì)的量之比)假二元微乳液體系遠(yuǎn)離臨界區(qū)和近臨界區(qū)的堿性褪色反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度遠(yuǎn)低于假二元體系的低臨界點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)符合Arrhenius公式；當(dāng)溫度在低于臨界點(diǎn)0.255-1.382 K之間時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)高于Arrhenius公式推導(dǎo)值，即出現(xiàn)加速現(xiàn)象(Speeding up)，不符合臨界慢化(Critical slowing down)；而且越

4、接近臨界點(diǎn)，反應(yīng)速率常數(shù)波動(dòng)幅度越大。另外，發(fā)現(xiàn)擬合的臨界指數(shù)x=0.322±0.028(ω=40.8)和x=0.340±0.034(ω=45.2)都接近于0.326(3DIsing模型的β值)，不吻合G-W理論的判斷。 (2)研究了結(jié)晶紫在水/CTAB/正丁醇(UCST，高臨界點(diǎn))ω=146假二元微乳液體系遠(yuǎn)離臨界區(qū)和近臨界區(qū)的堿性褪色反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度遠(yuǎn)高于假二元體系的高臨界點(diǎn)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)符合Arrhenius公

5、式；當(dāng)溫度在高于臨界點(diǎn)0.646-2.282 K之間時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)低于Arrhenius公式推導(dǎo)值，符合臨界慢化(Critical slowing down)，而且越接近臨界點(diǎn)，反應(yīng)速率常數(shù)波動(dòng)幅度越大，另外，發(fā)現(xiàn)擬合的臨界指數(shù)為x=0.124±0.028接近于0.11(3DIsing模型的α值)，吻合G-W理論的判斷，屬于弱慢化。 (3)分別在兩個(gè)微乳液體系中研究了CV+兩種分子構(gòu)型的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)不論是在水/AOT/正癸烷

6、(LCST)體系中還是在水/CTAB/正丁醇(UCST)體系中，當(dāng)溫度處于在Tc0到Tc之間時(shí)Iλ590/Iλ550(兩個(gè)特征峰的吸收強(qiáng)度比值)都受到近臨界效應(yīng)的影響，當(dāng)體系的溫度在逐漸靠近Tc時(shí)Iλ590/Iλ550隨溫度的升高而增大，然后在最靠近Tc處Iλ590/Iλ550又迅速降低。 (4)分別研究了水/AOT/正癸烷微乳液液膜對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鎳溶液和工業(yè)鎳溶液中鎳離子的萃取和回收，考察了微乳液液膜組成、pH值、微乳液液膜與鎳溶液的