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《絡合萃取氨基酸稀溶液平衡特性研究 》




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科技 工業工程

更新時間:2019年12月23日

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絡合萃取氨基酸稀溶液平衡特性研究_省略_L_纈氨酸_L_丙氨酸_甘氨酸_白會華.caj
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www.609658.live電子書 絡合萃取方法對從稀溶液中回收有機物是一種比較有發展前景的技術,它是具有高效性和高選擇性的新型分離技術。絡合萃取法不僅克服了化學萃取過程中不可逆的缺點,而且還吸收了物理萃取法中萃取溶劑易于回收、操作比較簡單、成本比較低等優點。目前,該方法已經被廣泛應用于分離有機物稀溶液,且有的已經應用于工業生產中,如無錫10多家化工廠的含苯酚的廢水處理已經應用成功,取得了良好的經濟效益和社會效益。

絡合萃取氨基酸稀溶液平衡特性研究(氨基酸-L-纈氨酸/L-丙氨酸/甘氨酸)作  者 : 白會華學位授予單位 :  河南大學學位名稱 : 碩士導師姓名 : 李德亮學位年度 : 2017關鍵詞 : 絡合萃??;氨基酸;溶液平衡;特性研究;纈氨酸;丙氨酸摘  要 : 絡合萃取方法對從稀溶液中回收有機物是一種比較有發展前景的技術,它是具有高效性和高選擇性的新型分離技術。絡合萃取法不僅克服了化學萃取過程中不可逆的缺點,而且還吸收了物理萃取法中萃取溶劑易于回收、操作比較簡單、成本比較低等優點。目前,該方法已經被廣泛應用于分離有機物稀溶液,且有的已經應用于工業生產中,如無錫10多家化工廠的含苯酚的廢水處理已經應用成功,取得了良好的經濟效益和社會效益。本論文就是利用絡合萃取方法對分離萃取L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸稀溶液進行的探究,分析了影響絡合萃取的一些因素,然后根據質量作用定律建立模型,并通過紅外證實了反應機理,取得了很好的效果。在此基礎上,我們對影響反萃取的一些因素進行了初步研究,為工業應用奠定了理論基礎。L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸都屬于中性氨基酸。它們的分子中都同時含有酸性官能團-COOH和堿性官能團-NH2,表現出了Lewis酸堿兩性,具有獨特的化學性質、物理性質和生物性質。本文選用酸性二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)、中性磷酸三丁酯(TBP)和堿性三辛烷基叔胺(7301)為萃取劑進行了最佳萃取劑的篩選,結果發現D2EHPA萃取效果最佳。隨后以D2EHPA為萃取劑,分別以極性稀釋劑正辛醇、惰性稀釋劑溶劑油、弱極性稀釋劑乙酸丁酯分別對L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸進行了較詳細的研究,考察了影響這三種氨基酸萃取平衡的一些因素,包括萃取劑的濃度、稀釋劑的種類、水相平衡pH以及溶質的初始濃度等。實驗結果表明:在萃取L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸的過程中,無論是正辛醇作為稀釋劑,還是溶劑油、乙酸丁酯作為稀釋劑,在一定濃度范圍內,分配比D值均隨萃取劑D2EHPA濃度的增加而增大;隨水相平衡pH值先增大,達到一個峰值后再逐漸的減小,分配比的峰值都出現在L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸中性分子對應的pH值區域;并且當其他萃取條件一定時,D2EHPA在稀釋劑中的萃取效果是正辛醇優于乙酸丁酯和溶劑油,乙酸丁酯的萃取效果又優于溶劑油。也就是說其分離效果D2EHPA-正辛醇體系>D2EHPA-乙酸丁酯體系>D2EHPA-溶劑油體系,這和稀釋劑的極性順序一致,說明極性稀釋劑正辛醇更有利于D2EHPA對這三種氨基酸的萃取。根據質量作用定律,我們建立了L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸的萃取平衡模型,計算出表觀平衡常數K和參數Ф等。實驗發現D2EHPA與這三種氨基酸主要以離子交換和質子轉移的形式生成1:1的離子對型萃合物。隨后用傅立葉紅外光譜對D2EHPA-正辛醇、溶劑油、乙酸丁酯體系中的L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸、空白有機相和負載有機相進行了對比分析,進一步證實了該反應機理,且稀釋劑、pH值不影響萃合物的結構。在此基礎上,還初步探討了溶質的電性參數pKa,pKb及疏水性參數(LgP)對萃取平衡分配比的影響。結果表明:用D2EHPA作為萃取劑萃取L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸時,萃取分配比最大值出現在pKa1和pKa2之間。疏水性參數對萃取平衡的影響占主要因素,疏水性參數越大,越有利于溶質進入有機相,其分配比也就越大。反萃取是利用絡合萃取的逆過程,通過破壞有機相中被萃組分的結構,使被萃取物質從負載有機相返回水相的過程。本實驗分別選用酸性反萃劑鹽酸、硫酸,中性反萃劑水和堿性反萃取劑碳酸氫鈉和氫氧化鈉進行反萃取,篩選出了最佳反萃取劑為HCl,并在此基礎上對反萃取條件進行研究。實驗表明,反萃取25℃均在20min內達到平衡;在實驗濃度范圍內,反萃劑的濃度對反萃效率(E%)影響不明顯;相比對反萃取的影響比較大,在R=2時,反萃取L-纈氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸的效率達到最大。

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