臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要探討利用丁氧基乙醇(Ethylene glycol monobutyl ether, EGMBE)為修飾劑，二氯甲烷為稀釋劑，二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)為萃取劑所製成的萃取劑含浸樹脂(EIR) ，在不同的操作條件下，如改變鎂離子初濃度、不同的EIR使用量及改變溫度等，與硫酸鎂水溶液吸附平衡後,其金屬離子之吸附情形，並尋求相同吸附模式。

　In this paper, we used the ethylene glycol monobutyl ether, (EGMBE) as the modifier, dichloromethane as the diluents, and D2EHPA as the extractant to prepare the extractant-impregnated resin, EIR. We examined the effects of various parameters, such as the initial concentration of the metal ions, the amount of EIR and the operating temperature. We also investigated the adsorption of Magnesium ions on EIR.

目 錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 viiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 .1
1.3鎂金屬簡介 .2
1.3.1鎂礦石礦物原料特點 .3
1.3.2用途與技術 .3
1.3.3健康的危害 .3
第二章 文獻回顧 .4
2.1溶劑萃取技術 .4
2.1.1溶劑萃取原理 .4
2.1.2萃取劑之分類 .5
2.1.3萃取劑之選擇與用途 9
2.2稀釋劑與修飾劑之用途及選擇 12
2.2.1稀釋劑之用途 12
2.3.2稀釋劑之選擇 13
2.3.3修飾劑之用途與選擇 14
2.3萃取劑含浸樹脂 15
v
2.3.1 Amberlite XAD-4 16
2.3.2 Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid 之簡介 18
2.4離子交換技術 20
2.4.1 離子交換數脂之發展 21
2.4.2離子交換技術原理 21
2.5 吸附現象 24
2.5.1 物理吸附 25
2.5.2 化學吸附 25
2.6 等溫吸附方程式 27
2.6.1 Langmuir吸附理論 28
2.6.2 Freundlich吸附理論 29
2.6.3 B.E.T吸附理論 30
第三章 研究設備及方法 32
3.1 實驗材料及藥品 32
3.2實驗儀器.. 33
3.3實驗方法及步驟 34
3.3.1樹脂前處理 34
3.3.2空白實驗 34
3.3.3含浸樹脂(EIR)的製備 34
3.3.4 D2EHPA含浸樹脂的漏失實驗 35
3.3.5改變EIR中修飾劑之含量 35
3.3.6平衡時間之測定 36
3.3.7改變金屬離子初濃度之吸附平衡 36
3.3.8改變EIR用量對吸附平衡的影響 37
3.3.9改變溫度對吸附平衡的影響 37
vi
第四章 結果與討論 38
4.1 空白實驗 38
4.2含浸樹脂(EIR)的製備 39
4.3含浸樹脂(EIR)漏失實驗 39
4.4最佳修飾劑的用量 41
4.5 平衡時間實驗 43
4.6金屬離子吸附平衡實驗 48
4.7萃取平衡常數 52
4.8改變EIR使用量對吸附平衡影響 59
4.9 吸附等溫計算 61
4.10改變溫度對吸附平衡的影響 65
第五章 結論 101
符號說明 103
參考文獻 104















vii

第六章 參考文獻

[1]M.Y.Murray, Comprehensive Biotechnology,4 ：235～247，Chap.13,1985.
[2] 楊伯和等，1993；Akita et al., 1990.
[3]F. J. Alguacil.A. Cobo,and C. Caravaca, “Study of the Extraction of Zinc(Ⅱ)in 　Aqueous Chloride Media by Cyanex 302” ，Hydrome allurgy,31,163-174(1992).
[4]D. S. Flett, Resin impregnates; the current position, Chem. Ind., 641-646 (Aug-ust, 1977).
[5]蔡德華，以溶劑萃取和支撐式液膜分離鈷(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)之研究，國立成功大學化學工程研究所博士論文(1991).
[6]湯承憲，以二(2-乙基己基)磷酸含浸樹脂吸附鉻(III)離子之平衡研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2006).
[7]周彥志，以2-乙基己基膦酸單-2-乙基己基酯含浸樹脂吸附錳(II)離子之平衡研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2009).
[8]高杰群，以二(2-乙基己基)磷酸含浸樹脂吸附鈷(II)離子之平衡研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2009).
[9]曾迪華，「工業污染防治技術手冊－工業廢水離子交換處理」，經濟部工業局、財團法人中國技術服務社工業污染防治技術服務團，台北（1993）.
[10]李奇樺，「啤酒廢水二級出流水之回收處理再利用」，碩士論文，國立成功大學環境工程學系，台南（2000）.
[11] 三菱化學株式會社，DIAION 離子交換樹脂&合成吸附劑技術手冊 Ι，第9-122 頁，Japan（2001）.
[12] 楊岳軍，「離子交換樹脂在重金屬廢水處理之應用」，重金屬廢水處理技術研討會，工研院化工所，新竹（1989）.
[13] 李孫榮、張錦松、張錦輝、陳健民、曾如娟共譯，「環工單元操作」，高立圖書有限公司，台北（1996）.
[14] 林坤讓、吳俊耀、鄭仁川、張芳賓、蔡啟泰，「廢水處理單元設計及異常對策」，經濟部工業局、財團法人中國技術服務社工業污染防治技術服務團，台北（1992）.
[15] 程振華、王潤九譯，「環境監測技術」，科技圖書股份有限公司，第215~229頁，台北（1992）.
[16] 林素霞，以中空纖維膜接觸器同時萃取金屬陰陽離子之效率與質傳分析，私立元智大學博士論文(2003).
[17] 吳榮宗，以溶劑萃取自氯微素模擬製程廢水中回收醋酸之研究，私立元智大學化學工程學系碩士論文(1998).
[18] 蔡政宏，以支撐式液膜分離銅(Ⅱ)和鋅(Ⅱ)之研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2001)
[19] 蔡德華，簡子惠，劉芊筑，陳亮穎，林志明，莊欽斌，以酸性萃取劑D2EHPA萃取銀離子之研究，國立臺北科技大學化學工程系，第二十四屆輸送現象與其應用研討會(2002).
[20] 蔡德華，洪啟豪，陳兮婷，黃善雯，翁郁婷，A study on the Extraction and Separation of Heavy Metal by Using Ion Exchanger，國立臺北科技大學化學工程系. 第二十三屆輸送現象與其應用研討會，December 7, 415-418(2001).
[21] 陸九芬、李總成、包鐵竹，分離過程化學，大陸：北京清華大學出版社(1993).
[22] S. Akita, and H. Takeuchi, “Sorption and separation of metals from aqueous solution by a macromolecular resion containing tri-n-octylamine”, J. Chem. Eng. Jpn, 23(4), 439-443 (1990)
[23] Schugerl, K. Degener. W. Recovery of low-molecular-weight compounds from complex aqueous mixtures by extraction.Int.Chem.Eng., 32, 29-40 (1992)
Rousseau, R.W. ,”Handbook of separation Process Technology”, New York,760-774(1987)
[24] Li,N.N and Strathmann,H., Separation Technology , United Eng. Trustees Inc, Germany, pp336-347 (1988).
[25] Komasawa, I. Otake, T.;Ogawa Y., The effects of diluent in the liquid-liquid extraction of copper and nickel using 2-hydroxy-5-nonylbenzophenone oxime. J. Chem. Eng. Japan, 16, 377-383(1984).
[26] 陳彥政，胺類萃取劑對金屬螯合物萃取之平衡研究，私立元智大學化學工程系碩士論文(2003).
[27] Basu, R, Sirkar, K. K, Citric acid extraction with microporous hollow fibers, Solvent Extr. Exch,10,119-143(1962).
[28] T. Sato, “The Extraction of Thorium from Sulphuric Acid Solutions by Di(2-ethylhexyl)-phosphoric Acid”, J. Inorg. Nucl Chem., 27(6), 1395-1403 (1965).
[29] L. K. Ju, and A. Verma, Characteristics of Lactic Acid Transport in Supported Liquid Membranes , Sep. Sci. and Technol., 29, 2299-2315 (1994).
[30] 陳璿豪，以溶劑萃取分離錳(Ⅱ)和鈷(Ⅱ)離子之研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2008)。
[31] 陳鉉淑，以萃取劑D2EHPA含浸樹脂萃取銅離子之平衡及動力學研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2004)。
[32] 林宏泉，二(2-乙基己基)磷酸浸漬樹脂吸著銅及鋅之動力學研究，私立元智大學化學工程研究所碩士論文(1993)。
[33] 陳松薰，以萃取劑D2EHPA含浸樹脂萃取銀粒子之研究，國立臺北科技大學化工所碩士論文(2003)。
[34] 李淑華，以萃取劑浸漬樹脂吸著分離金屬子，私立元智大學化學工程研究所碩士論文(1994)。
[35] 陳木蓮，以萃取劑浸漬樹脂吸自水溶液中吸著金屬離子之比較研究，私立元智大學化學工程研究所碩士論文(1996)。
[36] H. E.Crook,R. P.Mcdonnel,and J. T. Manulty, “Removal and recovery of phenols from industrial waste effluents with Amberlite XAD polymeric adsorbent , Ind. Eng. Chem. Prod. Res., 14, 113-118 (1975).
[37] A. Warshawsky, and A. Patchornik, “Recent developments in metal extraction by solvent impregnated resins”, In: The Theory and Practice of Ion Exchange;Streat, M. (Editor); The Society of Chemical Industry, London,1976; Chapter 38.
[38] 黃定加，蔡徳華，支撐式液膜分離水溶液中金屬離子之研究，科學發展月刊，17(11),1291-1314(1989).
[39] 黃世宏，萃取樹脂之合成及其在分離上之應用，國立成功大學化學工程研究所碩士論文(1992).
[40] 陳柏蒼，臭氧改質Amberlite XAD-4樹脂對半導體製程中晶圓表面之銅離子去除，國立臺北科技大學材料及資源工程所碩士論文(2003)
[41] H.C. Kao, P.H. Yan and R.S. Juang, “ Solvent Extraction of La(III) and Nd(III) from Nitrate Media with an Organophosphorus Acid”. The 25th Symposium on Transport Phenomena and Its Applications, Taipei, Taiwan (November 2003), paper MT-024.
[42] H.C. Kao and R.S. Juang, “ Extraction Separation of Metal Values from Acidic.Leaching Solutions of Spent Secondary Lithium Batteries”. The 2003 Annual Meeting of the Chinese Institute of Chemical Engineers, Taipei, Taiwan(November 2003), paper 4-05.
[43] M. Teresa A.Reis, Jorge Carvalho, “ Kinetic Studies of Zinc Extraction from Sulfate Solutions with bis(2-Ethylhexyl)thiophosphoric Acid”, Sep. Sci. and Technol., 39, 3691~3710 (2004).
[44] Mehmet Karakaplan , Servet Tural,Bilsen Tural , Y lmaz Turgut , “The Solvent Extraction of Boron with Synthesized Aliphatic 1,3-Diols: Stripping and Extraction Behavior of Boron by 2,2,5-Trimethyl-1,3-hexanediol ”, Solvent Extr. Ion Exch. 22, 879-911 (2005).
[45] Y. Marcus, “Diluent Effects in Solvent Extraction”, Solvent Extr. Ion Exch,7 (4), 567-575 (1989).
[46] Zhu, L. Ren, X. Yu, S..Use of cetyltrimethylammonium bromide-bentonite to remove organic contaminants of varying polar character from water, Environ. Sci. Technol, 32, 3374-3378 (1998).
[47] Breen,C.. Termogravimetric study of the desorption of cyclohexylamine and pyridine from and acid-treated Wyoming bentonite, Clay Minerals 26, 473-486(1991).
[48] Naseem R., Tahir, S.S..Removal of Pb(II) from aqueous/acidic solutions using bentonite as an adsorbent, Water Res. 35, 3982-3986 (2001).
[49] D. Darvishi a, D.F. Haghshenas a, S. Etemadi a,E. Keshavarz Alamdari a, S.K. Sadrnezhaad Water adsorption in the organic phase for the D2EHPA-kerosence /water and aqueous Zn2+,Co2+,Ni2+ sulphate system , Hydrometallurgy88,1-4 (2007).
[50] Zhifeng Zhang, Hongfei Li, Fuqiang Guo, Shulan Meng, Deqian Li, Synergistic extraction and recovery of cerium(IV) and fluorin sulfuric solutionWith cyanex 923 and di-2ethylhexyl phosphoric acid , Separation Science and
Technology63,348-352(2008).
[51] Suman Kumar Singh,1 S. K. Misra,1 M. Sudersanan,2 and A. Dakshinamoorthy1 Studies on the recovery of uranium form phosphoric acid medium by D2EHPA/n-dodecane suppor tliquid membrane,Separation Sciene and Technology44,169-189(2009).
[52] Gwang Seop Lee, Masahito Uchikoshi, Kouji Mimura, Minoru Isshiki Distribution coefficients of La Ce Pr Nd and Sm on cyanex 923-andD2EHPA-,
PC88A-impregnated resine , Purification Technology67,79-85(2009).
[53] Vinay Kumar , Manoj Kumar , Manis Kumar Jha , Jinki Jeong , Jae-chun LeeSolvent , extraction of cadmium form solution with di-(2-ethylhexyl) phosphoricacid diluted in kerosene, Hydrometallurgy96,230-234 (2009).
[54] Nasr-Eddine Belkhouche , Mohamed Amine Didi ,Extraction of Bi(III) form nitrate medium by D2EHPA impregnated onto amberlite XAD-1180, Hydrometallurgy,103, 60-67 (2010).
[55] Gwang Seop Lee, Masahito Uchikoshi, Kouji Mimura, Minoru Isshiki , Separation of major impurities Ce ,Pr,Nd,Sm,Al,Ca,Fe and Zn form La using bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid D2EHPA-impregnated resin in a hydrochloric acid medium, Separation Sciene and Technology ,71, 186-191(2010).
[56] T. Hosseini,1 F. Rashchi,2 E. Vahidi,2,3 and N. Mostoufi1 , Investigating the synergistic effect of D2EHPA of cyanex302 on zinc and manganses separation ,Separation Sciene and Technology, 45 ,1158-1164(201