低共熔物法实现甲苯中苯酚的绿色清除.pdf

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1、·32·化学教育(http：／／www．hxjy．org)2015年第10期低共熔物法实现甲苯中苯酚的绿色清除王亮陈群何明阳(常州大学石油化工学院常州213164)摘要介绍一种基于低共熔原理实现甲苯中苯酚绿色清除的方法。相比于传统的去酚方法，该法无需碱溶液的处理，避免了大量废水的产生，且苯酚的去除率高达93。该实验不仅拓宽了学生的知识面，也为工业上苯酚的去除提供了一定的理论和实践指导意义。关键词苯酚的清除低共熔物法绿色化学BOI：10．13884／j．1003—3807hxjy．2014090135“甲苯中的苯酚如何去除?”这是有机化

2、学中理，避免了二次污染，是一种较为绿色的途径。另一道普通的思考题。当然，答案也很简单：苯酚先外，该实验不仅可以拓宽学生的知识面，也可为工与氢氧化钠生成苯酚钠，然后分液。但是，却很少业上苯酚的去除提供一定的理论和实践指导意义。有学生想过该法在实际应用中的后果，即大量含酚1仪器与试剂废水的产生。研究报道，当水中苯酚的含量达到1．1主要试剂10mg／L时，会造成水生生物的死亡[1；用于灌溉氯化胆碱(分析纯)、四甲基氯化铵(98)、时，易导致农作物的减产；而人类如果长期使用被四乙基氯化铵(98)、四丁基氯化铵(97)、氯酚污染的水则会引起贫血

3、、神经系统疾病乃至死化铵(99)、三乙胺盐酸盐(99)，上海阿拉丁亡l2]。因此，对于含酚废水的污染防治具有十分重试剂有限公司；甲苯(分析纯)、正己烷(分析要的意义。尽管目前，各种新型的物理、化学以及纯)、对二甲苯(分析纯)、苯酚(分析纯)，国药生物去酚方法已有报道，但是这些方法存在二次污集团化学试剂有限公司。染、操作复杂等缺点_3]。1．2仪器与设备低共熔溶剂(deepeutecticsolvent，DES)作紫外可见分光光度计(UV-12O1)，北京瑞利为一类新型的绿色溶剂引起了人们的广泛关注。该分析仪器有限公司；WT1003电子

4、分析天平，常州类溶剂主要由一定化学计量比的季铵盐和氢键给体万泰天平仪器有限公司；DK-S24数显电热恒温水(例如酰胺、醇、酚等)通过氢键作用组合而浴锅，上海苏达实验仪器有限公司。成C6-7]。其不仅具有蒸气压低、无毒性、可生物降2实验原理～解、溶解性和导电性优良、电化学稳定、窗口宽等实验原理见图1。其中，低共熔物由季铵盐∞独特的物理化学性质，而且制备过程简单，只需将(氯化胆碱)与氢键给体(苯酚)通过cl与酚羟一定摩尔比的季铵盐和氢键给体混合，并于一定温基之间的氢键作用形成。度下加热搅拌直至形成均一的无色液体，无需纯化CHH3。＼I／=

5、=、就可以获得纯度较高的产品。此外，由于低共熔溶～。c·剂的合成原料均为很常见的化合物，来源丰富且价OH格低廉，有望实现大规模工业化生产。Fig·1Theexperimentalprinciple基于上述背景，作者设想，既然季铵盐与酚能图1实验原理形成氢键而形成低共熔物，那么是否可以利用这一3实验部分原理实现甲苯中苯酚的去除呢?因此，作者配制了3．1苯酚标准曲线制作不同浓度的含酚甲苯溶液，尝试了物料比、温度等以分光光度计在210～300nm范围内进行扫因素的去酚效果，取得了良好的结果。研究发现，描，确定苯酚的最大吸收波长，为270nm

6、，与有该法不仅去酚效率高，且操作简单，无需碱水处关文献相符。设置浓度梯度(0～6mg／L)，在*常州大学科研启动基金(ZMFl102074)；常州大学优势学科培育项目(PAAD201217)**通信联系人，E-mail：hemingyangipu@aliyun．com2015年第10期化学教育(http：／／www．hxjy．org)最大吸收波长下测定吸光值，进而绘制标准曲线。苯酚与氯化胆碱之间发生了氢键作用，生成了低共3．2实验步骤熔物(见图3)。配制20mL一定浓度的苯酚／甲苯溶液，置于玻璃试管中。加入一定量的季铵盐，在水浴中搅拌

7、一定时间。反应结束后，静置溶液10rain，溶液分成两相。取上层清液，并稀释至一定浓度，在波长270nm处测定其吸光度并计算苯酚含量。4结果与讨论4．1季铵盐种类对苯酚去除率的影响首先，在20mL浓度为97．7g／L含酚甲苯溶液中加入了1摩尔当量(相对于苯酚)的季铵盐，Fig．3Influen~oftimeontheremovalefficiencyofphenol在25℃条件下搅拌15min，考察了不同季铵盐对图3时间对苯酚去除率的影响苯酚去除率的影响，结果见图2。实验发现，当氯4．3氯化胆碱对苯酚去除率的影响化铵和三乙胺盐酸盐加人

8、甲苯溶液中时，季铵盐均配制不同浓度的含酚甲苯溶液，分别为沉淀在溶液底部，并未与苯酚形成低共熔物，这可177．8、97．7、47．2g／L，在25℃条件下搅拌15能是由于这2种季铵盐与苯酚之间的氢键作用较min，考察了不同