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研究生： 鐘欣宜
Xin-Yi Zhong
論文名稱： 以新型離子液體自水溶液中萃取金屬離子的研究
Metal Ions Extraction from Their Aqueous Solutions by Using New Ionic Liquids
指導教授： 李明哲
Ming-Jer Lee
口試委員: 吳弦聰
Hsien-Tsung Wu
翁文爐
Wen-Lu Weng
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年： 2018
畢業學年度： 106
語文別： 中文
論文頁數： 91
中文關鍵詞： 離子液體 、萃取
外文關鍵詞： Ionic liquids, Extraction
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    • 　　本研究以離子液體做為「綠色溶劑」，探討在室溫下自水溶液中萃取金屬離子的效果。我們自行合成兩種新型離子液體[MOPS][TBA]與[MOPS][TBP]，並量測其pKa值，以及求取與金屬離子的穩定常數。進而以雲點法量測含離子液體水溶液與檸檬酸鈉系統的液液相邊界。
    　　本研究也配製含10 ppm之鐵離子(Fe3+)、鉻離子(Cr3+)、銪離子（Eu3+）、釤離子（Sm3+）、鈰離子（Ce3+）、鈷離子（Co2+）及鎳離子(Ni2+)之水溶液，以新型離子液體[MOPS][TBA]與[MOPS][TBP]為萃取劑再加入檸檬酸鈉（sodium citrate）為鹽析劑進行金屬離子的分離實驗，探討萃取效率。

    　In this study, ionic liquids were used as "green solvents" to investigate the effect of extracting metal ions from aqueous solutions at room temperature. We synthesized two new ionic liquids [MOPS] [TBA] and [MOPS] [TBP] and measured their pKa values as well as the stability constants for the metal ions. The liquid-liquid phase boundaries of the aqueous solutions of ionic liquid in the presence of sodium citrate were measured by cloud point method.
    　　This study also prepared 10 ppm of iron ions (Fe3+), chromium ions (Cr3+), europium ions (Eu3+), samarium ions (Sm3+), cerium ions (Ce3+), cobalt ions (Co2+), and nickel ions (Ni2+) solution, and used the new ionic liquid [MOPS] [TBA] and [MOPS] [TBP] as extractant and sodium citrate as a salting-out agent for conducting metal ion separation experiments and explore the extraction efficiency .

    目錄 摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 第一章　緒論 1 1-1前言 1 1-2 萃取金屬離子的重要性 2 1-3萃取金屬離子的方式 3 1-4離子液體 4 1-5利用雙水相系統萃取金屬離子 5 1-6穩定常數 7 1-7 本文各章重點 11 第二章　實驗方法 12 2-1液液萃取實驗裝置 12 2-2實驗藥品 14 2-3離子液體的合成 16 2-3-1 [MOPS][TBA]之合成 16 2-3-2[MOPS][TBP]之合成 17 2-4液液相平衡測量 18 2-4-1液液相平衡測量裝置 18 2-4-2雲點法液液相平衡實驗步驟 19 2-5穩定常數（Stability constants） 20 2-5-1離子液體pKa值測定 20 2-5-2穩定常數測定 20 2-6離子液體萃取金屬離子 22 2-7感應耦合電漿原子發射光譜儀分析方法 23 第三章　實驗結果與討論 30 第四章　結論與建議 73 4-1 結論 73 4-2 建議 75 參考文獻 76 附錄A符號說明 79 表目錄 表2-1離子液體之分子結構 25 表3-1 [MOPS][TBA]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2 K下之雲點（cloud-point）重量百分率數據 34 表3-2 [MOPS][TBA]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2 K下之雲點（cloud-point）重量莫耳濃度數據 36 表3-3 [MOPS][TBP]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2 K下之雲點（cloud-point）重量百分率數據 38 表3-4 [MOPS][TBP]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2 K下之雲點（cloud-point）重量莫耳濃度數據 40 表3-5 在常壓及298.2 K下，離子液體與鉻離子（Cr3+）和鐵離子（Fe3+）錯合物的穩定常數 42 表3-6在常壓及298.2 K、pH = 10下，離子液體萃取金屬離子的重量分率組成及萃取效率 44 表3-7在常壓及298.2 K、pH = 7下，離子液體萃取金屬離子的重量分率組成及萃取效率 45 表3-8在常壓及298.2 K、pH = 2下，離子液體萃取金屬離子的重量分率組成及萃取效率 46 表3-9在常壓及298.2 K下，離子液體萃取金屬離子的分離係數 47   圖目錄 圖1-1 常見的離子液體陽離子型式 4 圖2-1雲點法液液相平衡量測裝置示意圖 26 圖2-2自動滴定儀設備裝置圖 27 圖2-3雲點法液液相平衡量測操作流程圖 28 圖2-4 感應耦合電漿原子發射光譜儀（ICP） 29 圖3-1 [MOPS][TBA]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2　K下之液液相邊界之重量分率相圖 48 圖3-2 [MOPS][TBP]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓298.2　K下之液液相邊界之重量分率相圖 49 圖3-3 [MOPS][TBA]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2　K下之液液相邊界之重量莫耳濃度相圖 50 圖3-4[MOPS][TBP]（1）+ Na3C6H5O7（2）+ H2O（3）在常壓及298.2　K下之液液相邊界之重量莫耳濃度相圖 51 圖3-5 常壓及298.2 K下，[MOPS][TBA]與 (a) Cr (III) (b) Fe (III) 的pH滴定曲線 52 圖3-6 鉻離子水溶液之校正曲線 53 圖3-7 鐵離子水溶液之校正曲線 54 圖3-8 釤離子水溶液之校正曲線 55 圖3-9 鈰離子水溶液之校正曲線 56 圖3-10 鈷離子水溶液之校正曲線 57 圖3-11 鎳離子水溶液之校正曲線 58 圖3-12 銪離子水溶液之校正曲線 59 圖3-13在常壓及298.2 K及pH = 10下，[MOPS][TBA]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率與分離係數 60 圖3-14在常壓及298.2 K及pH = 10下，[MOPS][TBP]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率與分離係數 61 圖3-15在常壓及298.2 K及pH = 7，[MOPS][TBA]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率與分離係數 62 圖3-16 在常壓及298.2 K及pH = 7，[MOPS][TBP]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率與分離係數 63 圖3-17 在常壓及298.2 K及pH = 2，[MOPS][TBA]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率與分離係數 64 圖3-18 在常壓及298.2 K及pH = 2，[MOPS][TBP]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率與分離係數 65 圖3-19 在常壓及298.2 K、不同pH值下，[MOPS][TBA]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率 66 圖3-20 在常壓及298.2 K、不同pH值下，[MOPS][TBP]萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率 67 圖3-21 在常壓及298.2 K、pH = 10下，新型離子液體萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率 68 圖3-22 在常壓及298.2 K、pH = 7下，新型離子液體萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率 69 圖3-23 在常壓及298.2 K、pH = 2下，新型離子液體萃取七種金屬離子水溶液的萃取效率 70 圖3-24 在常壓及298.2 K、不同pH值下，[MOPS][TBA]萃取七種金屬離子水溶液的分離係數 71 圖3-25 [MOPS][TBP]在常壓及298.2 K、不同pH值下萃取七種金屬離子水溶液的分離係數 72

    參考文獻
    (1) R. Leyma, S. Platzer, F. Jirsa, W. Kandioller, R. Krachler, B. K. Keppler, Novel thiosalicylate-based ionic liquids for heavy metal extractions. Hazardous Materials, 314 (2016) 164-171.
    (2) X. Guo, W. Yao, Y. Chen, J. Fan, Y. Zhao, J. Wang, PEG-functionalized ionic liquids: A class of liquid materials for highly efficient extraction of rare earth metals from aqueous solutions. Molecular Liquids, 236 (2017) 308-313.
    (3) H. Bessbousse, J.-F. Verchère, L. Lebrun, Characterisation of metal-complexing membranes prepared by the semi-interpenetrating polymer networks technique. Application to the removal of heavy metal ions from aqueous solutions Chem. Eng. J., 187 (2012) 16-28.
    (4) T. Welton, Room-temperature ionic liquids: solvents for synthesis and catalysis. Chem. Rev., 99 (1999) 2071-2084.
    (5) H. Zhao, S. Xia, P. Ma, Use of ionic liquids as ‘green’ solvents for extractions. Chem. Rev., 80 (2005) 1089-1096.
    (6) C. Laesson, Isolation of Membranes and Organelles from Plant Cells Edited. Academic Pr, New York, Chapter 11 (1983) 277.
    (7) B. S. Gupta, M. Taha, M. J. Lee, Self-buffering and biocompatible ionic liquid based biological media for enzymatic research. RSC Adv., 5 (2015) 106764-106773.
    (8) M. G. Freire, C. L. S. Louros, L. P. N. Rebelob, J. A. P. Coutinho, Aqueous biphasic systems composed of a water-stable ionic liquid +carbohydrates and their applications. Green Chem., 13 (2011) 131536.
    (9) K. E. Gutowski, G. A. Broker, H. D. Willauer, J. G. Huddleston, R. P. Swatloski, J. D. Holbrey, R. D. Rogers, Controlling the aqueous miscibility of ionic liquids: aqueous biphasic systems of water-miscible ionic liquids and water-structuring salts for recycle, metathesis, and separations. J. Am. Chem. Soc., 125 (2003) 6632-6633.
    (10) A. P. Rabelo , E.B. Tambourgi, A. Jr. Pessoa, Bromelain partitioning in two-phase aqueous systems containing PEO-PPO-PEO block copolymers. J. Chromatogr. B, 807 (2004) 61-68.
    (11) M. Taha, B. S. Gupta, M. J. Lee, Complex equilibria in Aqueous Solutions of chromium(III) with some biological pH buffers. J. Chem. Eng. Data, 56 (2011) 3541-3551.
    (12) D. F. Swinehart, The Beer-Lambert Law. J. Chem. Educ., 39 (1962) 333-335.
    (13) P. Gans, A. Sabatini, A. Vacca, Investigation of equilibria in solution. Determination of equilibrium constants with the HYPERQUAD suite of programs. Talanta, 43 (1996) 1739–1753.
    (14) J. P. Hallett, T. Welton, Room-Temperature Ionic Liquids: Solvents for Synthesis and Catalysis. Chem. Rev., 5 (2011) 3508–3576.
    (15) 郭昱清，含油脂、甲醇、甲基酯、甘油、助溶劑混合物之液液平衡研究，碩士論文，國立台灣科技大學化工系，2008。
    (16) ICP/OES原理概論，操作手冊，博精儀器股份有限公司。

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