物理萃取和化学萃取
从萃取机理的角度来看,液液萃取分离过程主要可以分为五种类型:简单分子萃取、中性络合萃取、酸性络合萃取、离子缔合萃取和协同萃取。如果根据萃取过程中萃取剂与目标物质之间是否存在化学反应来划分,萃取分离又可归为物理萃取和化学萃取两大类别。其中,简单分子萃取属于物理萃取范畴,而中性络合萃取、酸性络合萃取、离子缔合萃取及协同萃取则属于化学萃取。
物理萃取是一个几乎不涉及化学变化的物质转移过程。它主要是利用目标物质在两种不相溶的液相中的分配差异来进行分离。基于“相似相溶”的原理,在没有新化合物生成的情况下,两种物质的分子结构和大小越接近,它们之间的溶解度就越高。因此,在选择物理萃取的萃取剂时,通常会优先考虑这一原则。物理萃取特别适用于回收和处理疏水性强的物质,比如含氮、含磷的有机农药、除草剂以及硝基苯等。然而,当处理极性有机物的稀溶液时,物理萃取的效果可能不佳。此外,选择分配系数较高的溶剂作为萃取剂时,这种溶剂在水中的溶解度也会相对较大,这可能会导致工艺过程中出现较大的溶剂损耗、二次污染问题或是增加后续处理的负担。
另一方面,很多液液萃取系统中,萃取过程伴随着化学反应的发生,即目标物质与萃取剂之间存在化学交互作用。这种包含化学反应的物质转移过程被称为化学萃取。例如,无机酸、金属离子(或其络合物)的化学萃取一直是研究热点。关于这些过程的化学萃取机制,已经发展出了较为系统的理论框架,并被详细记录在多部溶剂萃取化学的专业书籍和成千上万的科学研究文献中。
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