物理萃取和化學(xué)萃取
從萃取機(jī)理的角度來看,液液萃取分離過程主要可以分為五種類型:簡單分子萃取、中性絡(luò)合萃取、酸性絡(luò)合萃取、離子締合萃取和協(xié)同萃取。如果根據(jù)萃取過程中萃取劑與目標(biāo)物質(zhì)之間是否存在化學(xué)反應(yīng)來劃分,萃取分離又可歸為物理萃取和化學(xué)萃取兩大類別。其中,簡單分子萃取屬于物理萃取范疇,而中性絡(luò)合萃取、酸性絡(luò)合萃取、離子締合萃取及協(xié)同萃取則屬于化學(xué)萃取。
物理萃取是一個(gè)幾乎不涉及化學(xué)變化的物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程。它主要是利用目標(biāo)物質(zhì)在兩種不相溶的液相中的分配差異來進(jìn)行分離?;凇跋嗨葡嗳堋钡脑恚跊]有新化合物生成的情況下,兩種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和大小越接近,它們之間的溶解度就越高。因此,在選擇物理萃取的萃取劑時(shí),通常會優(yōu)先考慮這一原則。物理萃取特別適用于回收和處理疏水性強(qiáng)的物質(zhì),比如含氮、含磷的有機(jī)農(nóng)藥、除草劑以及硝基苯等。然而,當(dāng)處理極性有機(jī)物的稀溶液時(shí),物理萃取的效果可能不佳。此外,選擇分配系數(shù)較高的溶劑作為萃取劑時(shí),這種溶劑在水中的溶解度也會相對較大,這可能會導(dǎo)致工藝過程中出現(xiàn)較大的溶劑損耗、二次污染問題或是增加后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。
另一方面,很多液液萃取系統(tǒng)中,萃取過程伴隨著化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,即目標(biāo)物質(zhì)與萃取劑之間存在化學(xué)交互作用。這種包含化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程被稱為化學(xué)萃取。例如,無機(jī)酸、金屬離子(或其絡(luò)合物)的化學(xué)萃取一直是研究熱點(diǎn)。關(guān)于這些過程的化學(xué)萃取機(jī)制,已經(jīng)發(fā)展出了較為系統(tǒng)的理論框架,并被詳細(xì)記錄在多部溶劑萃取化學(xué)的專業(yè)書籍和成千上萬的科學(xué)研究文獻(xiàn)中。
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