3.5.1　溫度擺動效應

一般而言，絡合萃取中萃合物的生成涉及離子對或氫鍵的生成，是一個放熱反應^［18］。萃取平衡常數K隨溫度的升高而下降。這就形成了絡合萃取的溫度擺動效應。假定反應的熵變和焓變在一定溫度范圍內為常數，生成的萃合物組成為1:1，則絡合萃取平衡常數K與溫度之間有如下的關系：

　　 （3-40） 　　

式中，ΔH、ΔS為形成萃合物的自由焓變和熵變；T為熱力學溫度，K；R為氣體常數。

據報道^{［18，19］}，胺類萃取劑對有機羧酸的萃取平衡常數隨溫度的升高而下降。因此，可以在低溫下萃取，高溫下反萃，通過濃縮結晶后得到最終產品。Baniel等^［19］開發了利用溫度擺動效應萃取回收檸檬酸的工藝。在低溫下，以長鏈叔胺為絡合劑，烴類和高碳醇為稀釋劑從發酵液中萃取檸檬酸。在高溫下進行反萃使溶劑再生，同時得到凈化的檸檬酸水溶液。圖3-3是利用溫度擺動效應進行萃取-反萃的流程。

圖3-3　利用溫度擺動效應進行萃取-反萃的流程

1—萃取器；2—換熱器；3—加熱器；4—再生器；5—料液；6—萃殘液；7—再生溶劑；8—負載溶劑；9—水；10—羧酸水溶液

需要指出的是，利用溫度擺動效應實現絡合萃取過程中的溶劑再生，其基本條件在于絡合萃取平衡常數隨溫度應有明顯的變化，從式（3-40）分析，體系絡合萃取平衡過程中足夠大的自由焓變值是必需的。另外，溫度變化范圍受稀釋劑沸點溫度、混合溶劑共沸溫度，甚至水的沸點溫度的限制。例如，在常壓下，作為稀釋劑的氯仿的沸點為63℃，MIBK與水的共沸溫度為87.9℃。如果需要增大使用溫度擺動效應實現溶劑再生的溫度變化范圍，則應在加壓條件下操作。