微乳液膜脱除环境内分泌干扰物双酚A的研究

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目的:液膜分离技术是1968年山美国埃克森研究与工程公司的N.N.Li首创的一种集高效、快速、选择性高、操作成本低及节能等诸多优点的新型分离技术,已广泛应用于湿法冶金、废水处理、环境保护、生物及医学工程等众多领域。液膜法处理含酚废水国内外已有大量报道,研究者大多采用乳状液膜体系,以TOA、N503等为载体,以Span80、ECA4360J、LMS-3等为表面活性剂,在适宜的液膜配方和操作条件下,酚的提取率可达到99﹪以上,废水中酚的浓度可降低到0.5mg/L。但是采用皂化二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)微乳液膜体系处理环境内分泌干扰物双酚A(BisphenolA,BPA)还少见报道。与乳液膜相比,微乳液膜体系有如下优点:(1)微乳液的界面张力低,可使被分散的乳状液球更细小(普通乳状液球直径0.1—2mm,微乳液球直径0.1mm),导致单位体积接触面积增大而使传质更快;(2)在传质过程中,微乳液作为热力学稳定体系,其内相微滴不会因聚结而导致膜泄漏,从而使液膜更稳定;(3)制乳与破乳比较容易,调节温度便可引起自发乳化或破乳,制乳过程仅需适当搅拌即可。因此,本文进行了P204/煤油/NaOH组成的W/O型微乳液膜体系脱除模拟废水中BPA的研究。建立了微乳液体系中BPA的传质模型,描述了BPA在微乳液体系中的传质过程;考察了该体系的稳定性及P204浓度、NaOH浓度、乳水比、外水相pH值、乳水接触时问及中长链脂肪醇类助表面活性剂:正丁醇、正己醇及正辛醇等对BPA脱除率的影响,以期初步建立适用于工业化的环境内分泌干扰物BPA脱除的适宜微乳液膜体系。 方法:本文以P204为迁移载体及表面活性剂,正丁醇、正己醇及正辛醇等为助表面活性剂,以煤油为膜溶剂,NaOH为内水相解析剂组成的微乳液膜脱除法。 结果:1.P204/煤油/Na()H组成的W/O型微乳液膜体系作为一种优化的液膜,适用于环境内分泌干扰物BPA脱除的研究;通过其传质机理可以看出,该微乳体系脱除BPA的过程是按拟一级化学反应进行的。 2.碱性条件下P204经皂化后,形成具有阴离子表面活性剂性质的二-(2-乙基己基)磷酸钠,它在微乳液中既是表面活性剂,又可作为溶质传输的载体。因此,不添加助表面活性剂的P204/煤油/NaOH微乳液膜体系已可用于BPA的脱除。其脱除率受多种因素的影响。P204浓度、Na()H浓度、乳水比、外水相pH值及乳水接触时间等是影响BPA脱除率的主要因素。 3.酸性萃取剂经碱溶液或碱金属皂化后,具有表面活性剂的结构和很强的表面活性,在该体系中加入中长链脂肪醇,起助表面活性剂的作用。本实验中的三种助表面活性剂正丁醇、正己醇及正辛醇均可增加液膜的稳定性;碳链越长的醇对BPA的脱除率越大,且用量越少。 结论:实验结果表明:由P204/煤油/NaOH组成的W/O型微乳液膜体系可用于环境内分泌干扰物BPA脱除的研究,其脱除BPA的过程按拟一级化学反应进行;与普通液膜相比,该微乳液膜具有适宜的稳定性,分离效果好,且可自动破乳;BPA的脱除率受到多种因素的影响,选择适宜的液膜配方和操作条件,可提高BPA的脱除率。
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