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微乳液一般是由有机溶剂、水与表面活性剂(有时需添加助表面活性剂)等自发形成的热力学稳定体系。由于具有纳米级球状结构或双连续结构,较快的聚结速度及较高的增溶能力等特殊的性质,利用微乳液进行萃取分离金属或有机物得到了广大研究者的关注。
首先本文分别以N,N-二甲基十二烷基胺和硬脂酸钠作为表面活性剂制备出两种稳定的W/O型微乳液,并对其结构和性质进行了研究。考察了表面活性剂、助表面活性剂的种类和浓度对微乳液的结构和最大增溶水量的影响,结果表明表面活性剂浓度对微乳液的最大增溶水量和胶束聚集数有较大的影响;适量的助表面活性剂的加入会扩大微乳液的形成区域,但醇加入过多时,界面流动性过大,增溶水量反而有所下降。
然后利用上述微乳液对铀的萃取进行了系统研究。考察了微乳液的组成、结构,外水相的组成,水相与微乳液的体积比,温度等因素对铀(Ⅵ)萃取率的影响,结果发现,醇的碳链越长,微乳液在萃取时的稳定性越好;随着醇含量的增加萃取率降低;随着外水相硝酸浓度的增加,萃取率增高,达到一个最大值,随后开始降低;随着水相与微乳液的体积比的增加,萃取率逐渐减小。两种体系对铀(Ⅵ)的萃取率均随温度的升高而降低,这说明萃取反应是放热反应,降低温度有利于铀(Ⅵ)的萃取。研究结果表明,两种体系对铀(Ⅵ)均有较高的萃取效率和萃取速率,萃取反应可在5分钟内达到平衡,在乳水比1:5的条件下,萃取率可达到90%以上。两种微乳液适用的pH范围较广,表面活性剂为N,N-二甲基十二烷基胺的微乳液体系,外水相HNO3浓度为1.0~4.0mol/L时有较高萃取率;表面活性剂为硬脂酸钠的微乳液体系,外水相ENO3浓度为2.0~4.0mol/L时,萃耿率较高。用碳酸钠或碳酸铵水溶液进行反萃时,反萃率均达99%以上,回收有机相重新制成微乳液后再次萃取,仍保持较高的萃取率,说明两种微乳液均可反复使用。