[发明专利]憎水性萃取剂在浊点萃取体系中的应用方法

说明书

本发明公开了一种憎水性萃取剂在浊点萃取体系中的应用方法，通过形成O/W微乳液的方式将萃取剂载带入浊点萃取体系，巧妙地解决了因萃取剂水溶性差而无法在体系中增溶的问题，成功实现了浊点萃取体系对目标离子的选择性富集。本发明首次实现了憎水性萃取剂在浊点萃取体系中的应用，利用该浊点萃取技术在众多镧系离子干扰下仍能选择性富集目标锕系离子，高效快速，避免了大量有机废液的产生，降低了环境污染，简化了后处理流程，降低了后处理成本。此外，联用ICP‑MS还实现了对微量目标离子的快速准确检测，可以形成一种普适性的分离分析方法。

技术领域

本发明涉及憎水性萃取剂在浊点萃取体系中的应用技术，具体涉及一种通过构筑油/水(O/W)微乳液，解决难溶性萃取剂在浊点萃取体系中应用问题的方法。

背景技术

一直以来，传统的液液萃取在元素分离中扮演了重要的角色。但随着科技的进步以及人们环保意识的增强，探究更为绿色高效的萃取体系成为大家关注的焦点。浊点萃取(Cloud Point Extraction，CPE)具有安全环保、富集倍数高、分相后处理简单、成本低等优点，在元素分离中受到了越来越多的关注^[1]。当非离子表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度(CMC)，温度达到体系的浊点温度(CPT，浊点温度是体系由澄清变为浑浊所对应的温度)及以上时，非离子表面活性剂的极性基团水合作用降低，氢键破坏，胶束间的斥力减弱，胶束的尺寸增加，体系出现浑浊和相分离^[2]。之后辅以一定的手段使得相分离完全，此时整个体系的上相为表面活性剂的水相，下相为富表面活性剂相。

设计和构筑浊点萃取体系以实现对目标离子的特异选择性萃取^[3]，对于元素的分离具有重要意义。北京大学沈兴海课题组在TX-114的胶束体系中，以三正辛基氧化膦(TOPO)为萃取剂，首次以离子液体为添加剂，在UO₂²⁺和Ln³⁺的混合溶液中，实现了对UO₂²⁺的选择性浊点萃取^[3]。而且还提出了NTf₂^-作为第二配位层的萃取剂，与TOPO、NO₃^-共同构筑识别位点与UO₂²⁺作用的模型。此外，该课题组还以癸二酸为萃取剂，实现了浊点体系对Th⁴⁺、UO₂²⁺混合溶液中Th⁴⁺的选择性萃取^[4]，且在该体系中加入含有NTf₂^-的离子液体能进一步提高浊点萃取效率。之后，该课题组又利用浊点萃取的方法成功实现了对UO₂²⁺的高效选择性分离^[5]，利用负载有Cyanex 301的TX-114胶束与各金属离子结合能力的不同，通过浊点萃取过程在Th⁴⁺、La³⁺、Nd³⁺和Yb³⁺存在下对UO₂²⁺进行了选择性富集，并结合紫外滴定和滴定微量热实验，提出了可能的浊点萃取位点结构。

但该技术发展到今天，也存在一些问题。目前浊点萃取体系中所使用的萃取剂均是在水中有一定溶解度的，至少是能够增溶于胶束溶液的。这主要是因为浊点萃取体系都是在水溶液中构筑的，体系中大量存在的是水相，许多难溶性萃取剂虽然具有很好的配位能力，但由于水溶性差而无法溶于表面活性剂构筑的体系，这就导致很大一部分萃取剂无法应用到浊点萃取体系。比如，针对放射化学中从众多镧系离子中选择性分离富集锕系离子(Th、U)的问题，有理论和实验研究发现，2,9-二羰基-1,10-邻菲罗啉衍生物在镧锕分离方面具有良好的效果^[6]。但该类萃取剂很难溶于水体系，限制了其在浊点萃取中的应用。因此，如何将难溶性萃取剂应用于浊点萃取体系中，扩大萃取剂的选择范围，无疑是一个很重要的问题。

发明内容