2.4　常用的萃取劑

2.4.1　萃取劑選擇的一般原則

根據不同體系的分離要求，已經出現了許多種類的工業用萃取劑，一些新型的萃取劑也在不斷開發過程中。萃取劑通常是有機溶劑。一般來說，對于一種工業用萃取劑應該滿足如下的要求。

①萃取能力強、萃取容量大。對于待分離物質，萃取劑可以提供相對較高的萃取平衡分配系數。單位體積或單位質量的萃取劑萃取待分離物質的飽和容量大。

②選擇性高。對待分離的幾種物質的分離因數β應比較大。若待分離物質為單一溶質，則萃取劑對該溶質與水的分離因數應比較大，從而降低萃取劑的萃水量，減輕萃取劑再生操作的負荷。

③化學穩定性強。萃取劑不易水解，加熱時不易分解，能耐酸、堿、鹽和氧化劑及還原劑的化學作用，具有足夠的化學穩定性和輻照穩定性。另外，萃取劑對設備的腐蝕性小。

④溶劑損失小。在各種操作條件下，萃取劑在料液水相的溶解損失小，萃取相與料液相易于分層，萃取過程中不產生第三相，不發生乳化現象。

⑤萃取劑基本物性適當。萃取劑的密度、黏度及體系界面張力等基本物性適當，保證在萃取和反萃取過程中，傳質速率較大，分相特性和流動性能良好。

⑥易于反萃取和溶質回收。對于待分離物質，萃取劑既可提供相對較高的萃取平衡分配系數，又應控制萃取劑與待萃取物質的結合能力，在改變操作條件的情況下容易實現待分離物質的反萃取操作，實現溶質回收和萃取劑的循環使用。

⑦安全操作。萃取劑的閃點、燃點、沸點高，揮發性低，無毒或毒性小，無刺激性，便于安全操作。

⑧經濟性強。萃取劑的來源豐富，合成制備方法較為簡單，價格便宜。

應該指出，選擇萃取劑的條件很難同時滿足，一般需要根據實際工業應用的條件，綜合考慮這些因素，發揮某一萃取體系的特殊優勢，設法克服其不足之處。對于工業上的大規模應用，萃取劑的高效性和經濟性則是選擇萃取劑的兩個關鍵條件。

對于有機廢水萃取處理過程及生物化工產品分離中使用的萃取劑，除了滿足一般工業萃取過程的萃取劑要求外，還需要重點考慮萃取溶劑的溶解損失，避免二次污染，選擇毒性低的、可生物降解的萃取溶劑，以保證萃取過程的成功實施。

對于金屬萃取或有機物絡合萃取的溶劑體系，反應萃取溶劑通常是有機試劑，其品種繁多，而且不斷出現新的品種。常用的萃取劑按其組成和結構特征，必須具備以下兩個條件。

①絡合劑分子中至少有一個萃取功能基，通過它與被萃取溶質結合形成萃合物，常見的萃取功能基含有O、N、P、S等原子，它們一般都有孤對電子，是電子給予體，為配位原子。

②絡合劑分子中必須有相當長的烴鏈或芳環，一方面是使萃取劑難溶于水相而減少萃取劑的溶解損失；另一方面，萃取劑的碳鏈增長，油溶性增加，可與被萃物形成難溶于水而易溶于有機相的萃合物，實現相轉移。如果碳鏈過長、碳原子數目過多、分子量太大，則會使用不便，同時萃取容量降低。因此，一般萃取劑的分子量介于350～500之間為宜。

常用的萃取劑按其組成和結構特征，可以分為中性絡合萃取劑、取代酸性絡合萃取劑、胺類萃取劑和螯合萃取劑。