CN112661703B - 一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,该方法包括以下步骤:将氮杂环功能化离子液体溶解到非水溶性有机溶剂中,得到萃取剂;将萃取剂与含甲基嘧啶醇的废水混合,萃取,静置,得到萃取有机相;将萃取有机相与酸性溶液混合,反萃取,静置,得到反萃液和萃取剂;调节反萃液的pH值为4~9,析出嘧啶醇盐沉淀,离心分离,完成对甲基嘧啶醇的回收。本发明利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,不仅实现了甲基嘧啶醇的高效回收,而且还实现了氮杂环功能化离子液体的循环利用,整个过程快速、高效、无污染,技术性能优越,具有成本低廉、萃取效率高、分离效果好、绿色无污染等优点,具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法。
背景技术
甲基嘧啶磷(别名安得利、PP511)是一种嘧啶类杀虫剂,是世界卫生组织(WHO)及联合国粮农组织(FAO)重点推荐用于粮食仓储及家庭卫生害虫防治的安全农药品种。相比高毒磷化铝,甲基嘧啶磷杀虫谱广,作用迅速,药效可达45~70周,已逐渐成为高毒有机磷农药的优良替代品种。
但是甲基嘧啶磷生产过程水污染问题严重,废水组分复杂,含高浓度甲基嘧啶醇和多种小分子有机胺、硫代磷酰氯等物质,生物毒性大,难生化降解。该废水处理多采用深度氧化、高温碱解、渗析、电絮凝等方法进行处理,由此实现废水中污染组分的分解、破坏、去除。然而,由于废水中的高浓度甲基嘧啶醇是甲基嘧啶磷生产过程中合成的关键中间体,经济价值高,若采用上述处理方法将甲基嘧啶醇作为废弃物与其他杂质一起从水体中氧化破坏或者去除后焚烧,不仅废水处理成本高,且造成甲基嘧啶醇浪费,直接拉高了甲基嘧啶磷生产成本。因此,对废水中的高浓度嘧啶醇进行回收既能实现废物利用,又可大辐降低废水处理的难度和成本,对促进低毒、高效嘧啶类杀虫剂的生产、保障我国粮食存储安全至关重要。
现有回收嘧啶醇的方法多为溶剂萃取,如甲苯、二甲苯萃取回收嘧啶醇,也有其他采用煤油或丙酮作溶剂进行萃取的研究,但它们的回收效率均在50%左右。另外,常规溶剂萃取方法缺点在于萃取对目标物针对性不强,萃取效率不高,同时,通常采用蒸馏方法回收有机溶剂,重结晶提纯嘧啶醇,操作过程繁琐,能耗高,蒸馏、重结晶等加热过程均存在严重的VOCS污染,溶剂损耗大,蒸馏回收能耗高。因此,急需找到相应的改进手段克服上述缺陷。
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温附近温度下呈液态的盐类,由于离子液体具有传统有机溶剂所不具备的诸多特性,接近零的蒸汽压、良好的热稳定性、宽的电化学窗口和液程等,这使得离子液体在很多化工领域都有广泛的应用。当前二烷基咪唑类离子液体的应用研究最为广泛。在萃取分离方面,更强调萃取剂对萃取对象的选择性萃取能力,广谱类的离子液体对萃取对象的萃取效率较传统溶剂萃取没有显著的优越性。另外,至今为止,尚未见到将离子液体用于嘧啶类农药废水的处理和废水中有价组分资源化利用的相关研究报导。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种成本低廉、萃取效率高、分离效果好、绿色无污染的利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,包括以下步骤:
S1、将氮杂环功能化离子液体溶解到非水溶性有机溶剂中,得到萃取剂;
S2、将步骤S1中得到的萃取剂与含甲基嘧啶醇的废水混合,萃取,静置,得到萃余液和萃取有机相;
S3、将步骤S2中得到的萃取有机相与酸性溶液混合,反萃取,静置,得到反萃液和萃取剂;
S4、调节步骤S3中得到的反萃液的pH值为4~9,析出嘧啶醇盐沉淀,离心分离,完成对甲基嘧啶醇的回收。
上述的方法,进一步改进的,步骤S1中,所述萃取剂中氮杂环功能化离子液体的浓度为0.1mol/L~1.0mol/L。
上述的方法,进一步改进的,步骤S1中,所述氮杂环功能化离子液体为氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体、氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体或氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
上述的方法,进一步改进的,所述氮杂环功能化离子液体的制备方法包括以下步骤:
(1)将六氟磷酸水溶液滴加到三乙胺中进行中和反应,得到三乙胺六氟磷酸盐离子液体;
(2)将步骤(1)中的三乙胺六氟磷酸盐离子液体与单氰胺水溶液混合进行加成反应,去除过量的三乙胺和水,干燥,得到六氟磷酸三乙基胍盐离子液体;
(3)将步骤(2)中得到的六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶解到有机溶剂中,所得六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶液与卤代烷烃滴加到用于溶解六氟磷酸三乙基胍盐离子液体的有机溶剂中进行取代反应,去除过量的卤代烷烃和有机溶剂,干燥,得到氮杂环功能化离子液体。
上述的方法,进一步改进的,所述三乙胺、六氟磷酸水溶液中的六氟磷酸、单氰胺水溶液中的单氰胺、卤代烷烃的摩尔比为1.2~2∶1∶1∶1.2~2;所述卤代烷烃为1,2-二氯乙烷、1,3-二氯丙烷、1,4-二氯丁烷中的其中一种。
上述的方法,进一步改进的,步骤(1)中,所述六氟磷酸水溶液的滴加速率为1mL/min~3mL/min;所述中和反应在温度为0℃~5℃的条件下进行;所述中和反应的时间为0.5h~2h;
步骤(2)中,所述加成反应在温度为50℃~55℃下进行;所述加成反应的时间为0.5h~2h;
步骤(3)中,所述六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶液和卤代烷烃同时滴加到有机溶剂中,滴加速率均为1mL/min~3mL/min;所述取代反应在温度为50℃~55℃下进行;所述取代反应的时间为2h~3h。
上述的方法,进一步改进的,步骤S1中,所述非水溶性有机溶剂为甲基异丁酮、甲苯、二甲苯中的至少一种。
上述的方法,进一步改进的,步骤S2中,所述萃取剂与含甲基嘧啶醇的废水的体积比为1∶10~20;所述含甲基嘧啶醇的废水为甲基嘧啶磷农药废水;所述含甲基嘧啶醇的废水中甲基嘧啶醇的浓度为0.5g/L~30g/L;所述含甲基嘧啶醇的废水的pH值为2~12;所述萃取在温度为10℃~50℃的条件下进行;所述萃取的时间为5min~100min。
上述的方法,进一步改进的,步骤S3中,所述萃取有机相与酸性溶液的体积比为1~3∶1;所述酸性溶液的质量浓度为1%~5%;所述反萃取在温度为10℃~50℃的条件下进行;所述反萃取的时间为30min~100min。
上述的方法,进一步改进的,步骤S3中,所述萃取剂返回至步骤S2中继续用于萃取废水中的甲基嘧啶醇;
步骤S4中,所述离心分离后得到的溶液用于配置步骤S3中的酸性溶液。
本发明中,采用三步法合成氮杂环功能化离子液体:
第一步,三乙胺与六氟磷酸水溶液发生中和反应生成三乙胺六氟磷酸盐离子液体;
第二步,三乙胺六氟磷酸盐离子液体与单氰胺水溶液发生加成反应,得到三乙基胍六氟磷酸盐离子液体;
第三步,三乙基胍六氟磷酸盐离子液体与卤代烷烃发生取代反应,得到氮杂环功能化离子液体。
反应方程式如下(以氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体为例):
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)本发明提供了一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,以氮杂环功能化离子液体和非水溶性有机溶剂的混合溶液为萃取剂对含甲基嘧啶醇的废水进行萃取,由于氮杂环功能化离子液体具有氮杂环,其与甲基嘧啶醇的嘧啶环结构相似,因而利用氮杂环功能化离子液体与甲基嘧啶醇结构的相似性,可实现氮杂环功能化离子液体对组分复杂废水中甲基嘧啶醇的识别,同时氮杂环的环状结构还可增强离子液体对嘧啶醇的亲和力,从而达到选择性高效萃取回收废水中的甲基嘧啶醇的目的;进一步的,对萃取有机相进行反萃取和盐析,完成对甲基嘧啶醇、萃取剂的回收。相比常规萃取剂,本发明采用的氮杂环功能化离子液体具有更高的萃取效率和更好的分离效果,且反萃取后能够有效回收萃取剂,能够实现萃取剂的重复利用。本发明利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,不仅实现了甲基嘧啶醇的高效回收,而且还实现了氮杂环功能化离子液体的循环利用,整个过程快速、高效、无污染,技术性能优越,具有成本低廉、萃取效率高、分离效果好、绿色无污染等优点,具有广泛的应用前景。
(2)本发明中,优化了萃取剂中氮杂环功能化离子液体的浓度为0.1mol/L~1.0mol/L,能够获得更高的萃取效率,且便于操作,其中离子液体浓度低于0.1mol/L萃取效率降低,高于1.0mol/L,配制的萃取剂粘度过大,不利于操作。
(3)本发明中,优化了萃取剂与含甲基嘧啶醇的废水的体积比为1∶10~20,有利于减少反萃取时酸的消耗量,这是因为萃取剂比例过低,则萃取剂较少,容易达到吸附饱和,而为保证萃取剂的萃取效果,选择体积比高于1∶20。
(4)本发明中,优化了萃取的温度为10℃~50℃,时间为5min~100min,既能保证萃取相不粘稠,利于操作,也能避免有机相挥发造成VOCS污染,同时进一步优化萃取的5min~100min,能够实现对甲基嘧啶醇的高效彻底回收。
(5)本发明中,在制备氮杂环功能化离子液体的方法中,通过优化六氟磷酸水溶液的滴加速率为1mL/min~3mL/min,能够降低中和反应的激烈程度,有利于提高制备的安全性,同时,通过优化六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶液和卤代烷烃的滴加速率以及取代反应条件,能够有效降低取代反应过程中杂质的形成,有利于获得纯度更高的氮杂环功能化离子液体,将其作为萃取剂时更加有利于提高甲基嘧啶醇的回收率。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。本发明的实施例中,若无特别说明,所采用的工艺为常规工艺,所采用的设备为常规设备,且所得数据均是三次以上试验的平均值。
实施例1:
一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,具体为利用氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体萃取回收废水中的甲基嘧啶醇,包括以下步骤:
(1)氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的合成:按三乙胺、六氟磷酸、单氰胺、1,2-二氯乙烷的摩尔比1.2∶1∶1∶1.2,制得氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
第一步:将三乙胺(0.36mol)加入到250mL的三口圆底烧瓶中,将其置于冰水浴(0℃~5℃)中,在搅拌条件下,以1mL/min的速度缓慢滴加质量浓度为50%的六氟磷酸水溶液(该溶液中含有0.3mol六氟磷酸)进行中和反应1h,得到三乙胺六氟磷酸盐离子液体。
第二步:将第一步制备好的三乙胺六氟磷酸盐离子液体转入500mL三口圆底烧瓶中,置于55℃的恒温水浴中加热,加入质量浓度为50%的单氰胺水溶液(该溶液中含有0.3mol单氰胺),搅拌反应0.5h,减压旋蒸除去过量的三乙胺和水,之后置于70℃的真空干燥箱中干燥2h,得到无色的三乙基胍六氟磷酸盐离子液体。
第三步:将第二步得到的三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶于甲醇中,得到三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶液;以1mL/min的速度,将三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶液和1,2-二氯乙烷(0.36mol)同时缓慢滴加到温度为55℃的甲醇(该甲醇置于500mL的三口烧瓶中,在恒温水浴中加热,并保持甲醇的温度为55℃)中,滴加完成后,搅拌反应2h,减压旋蒸除去甲醇和过量的1,2-二氯乙烷,之后置于70℃下的真空干燥箱中干燥2h,得到淡黄色的氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
(2)配置萃取剂:将步骤(1)中得到的氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体溶解于甲基异丁酮中,配制得到萃取剂。该萃取剂中氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的浓度为0.1mol/L。
(3)萃取:原料液为甲基嘧啶磷农药废水,pH值为5,甲基嘧啶醇的浓度为1.3g/L;萃取剂与原料液的体积比为1∶20,将步骤(2)中配制的萃取剂加入原料液中,在搅拌条件下进行萃取,萃取的温度为10℃,萃取的时间为5min。萃取完成后,对混合溶液进行静置分层,分离得到萃取有机相和萃余液,测定萃余液中甲基嘧啶醇的浓度为0.1g/L,萃取有机相中甲基嘧啶醇的浓度24g/L,得到甲基嘧啶醇的萃取效率为92.3%。所得萃余液,根据所含其他污染物及污染物浓度,选择进行进一步预处理或直接进入生化处理单元进行后续处理。
(4)反萃:按照萃取有机相与反萃剂的体积比为3∶1,以质量浓度为1%的盐酸溶液作为反萃剂对步骤(3)中得到的萃取有机相进行反萃取,反萃取的温度为10℃,反萃取的时间为5min。反萃完成后的混合溶液经静置分层后分离回收反萃液和萃取剂,萃取剂中甲基嘧啶醇的浓度降至0.5g/L,反萃液中甲基嘧啶醇的浓度235g/L,经计算,甲基嘧啶醇的反萃取率为97.9%。所得萃取剂返回至步骤(3)中循环利用。
(5)回收嘧啶醇:向步骤(4)中得到的反萃液中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH至4,析出嘧啶醇盐酸盐沉淀,离心分离,得到嘧啶醇盐酸盐,反萃液中加盐酸配制成质量浓度为1%的盐酸溶液返回步骤(4)中循环使用。本实施例中,废水中甲基嘧啶醇浓度为1.3g/L,1L废水萃取处理回收到干燥的甲基嘧啶醇盐酸盐1.39g,折合成甲基嘧啶醇为1.15g,即甲基嘧啶醇的回收率为90.4%。
实施例2:
一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,具体为利用氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体萃取回收废水中的甲基嘧啶醇,包括以下步骤:
(1)氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的合成:按三乙胺、六氟磷酸、单氰胺、1,3-二氯丙烷的摩尔比1.5∶1∶1∶1.5,制得氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
第一步:将三乙胺(0.45mol)加入到250mL的三口圆底烧瓶中,置于冰水浴(0℃~5℃)中,在搅拌条件下,以2mL/min的速度缓慢滴加质量浓度为50%的六氟磷酸水溶液(该溶液中含有0.3mol六氟磷酸)进行中和反应1h,得到三乙胺六氟磷酸盐离子液体。
第二步:将第一步制备好的三乙胺六氟磷酸盐离子液体转入500mL三口圆底烧瓶中,置于50℃的恒温水浴中加热,加入质量浓度为50%的单氰胺水溶液(该溶液中含有0.3mol单氰胺),搅拌反应1h,减压旋蒸除去过量的三乙胺和水,之后置于70℃下的真空干燥箱中干燥2h,得到无色的三乙基胍六氟磷酸盐离子液体。
第三步:将第二步得到的三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶于丙酮中,得到三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶液;以2mL/min的速度,将三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶液和1,3-二氯丙烷(0.45mol)同时缓慢滴加温度为55℃的丙酮(该丙酮置于500mL的三口烧瓶中,在恒温水浴中加热,维持丙酮的温度为55℃)中,加完后,搅拌反应2.5h,减压旋蒸除去溶剂和过量的1,3-二氯丙烷,之后置于70℃下的真空干燥箱中干燥2h,得到淡黄色的氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
(2)配置萃取剂:将步骤(1)中得到的氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体溶解于二甲苯中,配制得到萃取剂。该萃取剂中氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的浓度为1mol/L。
(3)萃取:原料液为甲基嘧啶磷农药废水,pH值为11,甲基嘧啶醇的浓度为26g/L;萃取剂与原料液的体积比为1∶10,将步骤(2)中配制的萃取剂加入原料液中,在搅拌条件下进行萃取,萃取的温度为50℃,萃取的时间为100min。萃取完成后,对混合溶液进行静置分层,分离得到萃取有机相和萃余液,测定萃余液中甲基嘧啶醇的浓度为2.1g/L,萃取有机相中甲基嘧啶醇的浓度239g/L,得到甲基嘧啶醇的萃取效率为91.9%。
(4)反萃:按照萃取有机相与反萃剂的体积比为1∶1,以质量浓度为5%的盐酸溶液作为反萃剂对步骤(3)中得到的萃取有机相进行反萃取,反萃取的温度为50℃,反萃取的时间为100min。反萃完成后的混合溶液经静置分层后分离回收反萃液和萃取剂,萃取剂中甲基嘧啶醇的浓度降至5.02g/L,反萃液中甲基嘧啶醇的浓度234g/L,经计算,甲基嘧啶醇的反萃取率为97.9%。所得萃取剂返回至步骤(3)中循环利用。
(5)回收嘧啶醇:向反萃液中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH至4,析出嘧啶醇盐酸盐沉淀,离心分离,得到嘧啶醇盐酸盐,回收嘧啶醇后的反萃液加酸配制成5%酸溶液返回步骤(4)中循环使用。本实施例中,废水中甲基嘧啶醇浓度为26g/L,1L废水萃取处理回收到干燥的甲基嘧啶醇盐酸盐27.7g,折合成甲基嘧啶醇为23g,即甲基嘧啶醇的回收率为88.5%。
实施例3:
一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,具体为利用氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体萃取回收废水中的甲基嘧啶醇,包括以下步骤:
(1)氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的合成:按三乙胺、六氟磷酸、单氰胺、1,4-二氯丁烷的摩尔比2∶1∶1∶2,制得氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
第一步:将三乙胺(0.6mol)加入到250mL的三口圆底烧瓶中,置于冰水浴(0℃~5℃)中,在搅拌条件下,以3mL/min的速度缓慢滴加质量浓度为50%的六氟磷酸水溶液(该溶液中含有0.3mol六氟磷酸)进行中和反应2h,得到三乙胺六氟磷酸盐离子液体。
第二步:将第一步制备好的三乙胺六氟磷酸盐离子液体转入500mL三口圆底烧瓶中,置于50℃的恒温水浴中加热,加入质量浓度为50%的单氰胺水溶液(该溶液中含有0.3mol单氰胺),搅拌反应2h,减压旋蒸除去过量的三乙胺和水,之后置于70℃下的真空干燥箱中干燥2h,得到无色的三乙基胍六氟磷酸盐离子液体。
第三步:将第二步得到的三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶于乙醇中,得到三乙基胍六氟磷酸盐离子液体溶液;以3mL/min的速度,将三乙基胍六氟磷酸盐离子液体与1,4-二氯丁烷(0.6mol)同时缓慢滴加到温度为55℃的乙醇(该乙醇置于500mL的三口烧瓶中,在恒温水浴中加热,维持乙醇的温度为55℃)中,加完后,搅拌反应3h,减压旋蒸除去溶剂和过量的1,4-二氯丁烷,之后置于70℃下的真空干燥箱中干燥2h,得到淡黄色的氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体。
(2)配置萃取剂:将步骤(1)中得到的氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体溶解于甲苯中,配制得到萃取剂。该萃取剂中氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的浓度为0.5mol/L。
(3)萃取:原料液为甲基嘧啶磷农药废水,pH值为2,甲基嘧啶醇的浓度为10g/L;萃取剂与原料液的体积比为1∶12,将步骤(2)中配制的萃取剂加入原料液中,在搅拌条件下进行萃取,萃取的温度为25℃,萃取的时间为60min。萃取完成后,对混合溶液进行静置分层,分离得到萃取有机相和萃余液,测定萃余液中甲基嘧啶醇的浓度为0.92g/L,萃取有机相中甲基嘧啶醇的浓度109g/L,得到甲基嘧啶醇的萃取效率为90.8%。
(4)反萃:按照萃取有机相与反萃剂的体积比为2∶1,以质量浓度为3%的硫酸溶液作为反萃剂对步骤(3)中得到的萃取有机相进行反萃取,反萃取的温度为20℃,反萃取的时间为60min。反萃完成后的混合溶液经静置分层后分离回收反萃液和萃取剂,萃取剂中甲基嘧啶醇的浓度降至3.02g/L,经计算,甲基嘧啶醇的反萃取率为97.2%。所得萃取剂返回至步骤(3)中循环利用。
(5)回收嘧啶醇:向反萃液中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9,析出嘧啶醇钠盐沉淀,离心分离,得到嘧啶醇钠盐,回收嘧啶醇后的反萃液加酸配制成3%酸溶液返回步骤(4)中循环使用。本实施例中,废水中甲基嘧啶醇浓度为10g/L,1L废水萃取处理回收到干燥的甲基嘧啶醇钠盐9.9g,折合成甲基嘧啶醇为8.8g,即甲基嘧啶醇的回收率为88%。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种利用氮杂环功能化离子液体萃取回收甲基嘧啶醇的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将氮杂环功能化离子液体溶解到非水溶性有机溶剂中,得到萃取剂;所述氮杂环功能化离子液体为氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体、氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体或氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体;所述氮杂环戊烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的结构式如式Ⅰ所示;所述氮杂环已烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的结构式如式Ⅱ所示;所述氮杂环庚烷并三乙基季铵型六氟磷酸盐离子液体的结构式如式Ⅲ所示;
S2、将步骤S1中得到的萃取剂与含甲基嘧啶醇的废水混合,萃取,静置,得到萃取有机相;
S3、将步骤S2中得到的萃取有机相与酸性溶液混合,反萃取,静置,得到反萃液和萃取剂;
S4、调节步骤S3中得到的反萃液的pH值为4~9,析出嘧啶醇盐沉淀,离心分离,完成对甲基嘧啶醇的回收。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述萃取剂中氮杂环功能化离子液体的浓度为0.1mol/L~1.0mol/L。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述氮杂环功能化离子液体的制备方法包括以下步骤:
(1)将六氟磷酸水溶液滴加到三乙胺中进行中和反应,得到三乙胺六氟磷酸盐离子液体;
(2)将步骤(1)中的三乙胺六氟磷酸盐离子液体与单氰胺水溶液混合进行加成反应,去除过量的三乙胺和水,干燥,得到六氟磷酸三乙基胍盐离子液体;
(3)将步骤(2)中得到的六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶解到有机溶剂中,所得六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶液与卤代烷烃滴加到用于溶解六氟磷酸三乙基胍盐离子液体的有机溶剂中进行取代反应,去除过量的卤代烷烃和有机溶剂,干燥,得到氮杂环功能化离子液体。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述三乙胺、六氟磷酸水溶液中的六氟磷酸、单氰胺水溶液中的单氰胺、卤代烷烃的摩尔比为1.2~2∶1∶1∶1.2~2;所述卤代烷烃为1,2-二氯乙烷、1,3-二氯丙烷、1,4-二氯丁烷中的其中一种。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述六氟磷酸水溶液的滴加速率为1 mL/min~3 mL/min;所述中和反应在温度为0℃~5℃的条件下进行;所述中和反应的时间为0.5h~2h;
步骤(2)中,所述加成反应在温度为50℃~55℃下进行;所述加成反应的时间为0.5 h~2h;
步骤(3)中,所述六氟磷酸三乙基胍盐离子液体溶液和卤代烷烃同时滴加到有机溶剂中,滴加速率均为1 mL/min~3 mL/min;所述取代反应在温度为50℃~55℃下进行;所述取代反应的时间为2 h~3h。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述非水溶性有机溶剂为甲基异丁酮、甲苯、二甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,步骤S2中,所述萃取剂与含甲基嘧啶醇的废水的体积比为1∶10~20;所述含甲基嘧啶醇的废水为甲基嘧啶磷农药废水;所述含甲基嘧啶醇的废水中甲基嘧啶醇的浓度为0.5g/L~30g/L;所述含甲基嘧啶醇的废水的pH值为2~12;所述萃取在温度为10℃~50℃的条件下进行;所述萃取的时间为5min~100min。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,步骤S3中,所述萃取有机相与酸性溶液的体积比为1~3∶1;所述酸性溶液的质量浓度为1%~5%;所述反萃取在温度为10℃~50℃的条件下进行;所述反萃取的时间为30min~100min。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,步骤S3中,所述萃取剂返回至步骤S2中继续用于萃取废水中的甲基嘧啶醇;
步骤S4中,所述离心分离后得到的溶液用于配置步骤S3中的酸性溶液。
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