2.4　常用的萃取剂

2.4.1　萃取剂选择的一般原则

根据不同体系的分离要求，已经出现了许多种类的工业用萃取剂，一些新型的萃取剂也在不断开发过程中。萃取剂通常是有机溶剂。一般来说，对于一种工业用萃取剂应该满足如下的要求。

①萃取能力强、萃取容量大。对于待分离物质，萃取剂可以提供相对较高的萃取平衡分配系数。单位体积或单位质量的萃取剂萃取待分离物质的饱和容量大。

②选择性高。对待分离的几种物质的分离因数β应比较大。若待分离物质为单一溶质，则萃取剂对该溶质与水的分离因数应比较大，从而降低萃取剂的萃水量，减轻萃取剂再生操作的负荷。

③化学稳定性强。萃取剂不易水解，加热时不易分解，能耐酸、碱、盐和氧化剂及还原剂的化学作用，具有足够的化学稳定性和辐照稳定性。另外，萃取剂对设备的腐蚀性小。

④溶剂损失小。在各种操作条件下，萃取剂在料液水相的溶解损失小，萃取相与料液相易于分层，萃取过程中不产生第三相，不发生乳化现象。

⑤萃取剂基本物性适当。萃取剂的密度、黏度及体系界面张力等基本物性适当，保证在萃取和反萃取过程中，传质速率较大，分相特性和流动性能良好。

⑥易于反萃取和溶质回收。对于待分离物质，萃取剂既可提供相对较高的萃取平衡分配系数，又应控制萃取剂与待萃取物质的结合能力，在改变操作条件的情况下容易实现待分离物质的反萃取操作，实现溶质回收和萃取剂的循环使用。

⑦安全操作。萃取剂的闪点、燃点、沸点高，挥发性低，无毒或毒性小，无刺激性，便于安全操作。

⑧经济性强。萃取剂的来源丰富，合成制备方法较为简单，价格便宜。

应该指出，选择萃取剂的条件很难同时满足，一般需要根据实际工业应用的条件，综合考虑这些因素，发挥某一萃取体系的特殊优势，设法克服其不足之处。对于工业上的大规模应用，萃取剂的高效性和经济性则是选择萃取剂的两个关键条件。

对于有机废水萃取处理过程及生物化工产品分离中使用的萃取剂，除了满足一般工业萃取过程的萃取剂要求外，还需要重点考虑萃取溶剂的溶解损失，避免二次污染，选择毒性低的、可生物降解的萃取溶剂，以保证萃取过程的成功实施。

对于金属萃取或有机物络合萃取的溶剂体系，反应萃取溶剂通常是有机试剂，其品种繁多，而且不断出现新的品种。常用的萃取剂按其组成和结构特征，必须具备以下两个条件。

①络合剂分子中至少有一个萃取功能基，通过它与被萃取溶质结合形成萃合物，常见的萃取功能基含有O、N、P、S等原子，它们一般都有孤对电子，是电子给予体，为配位原子。

②络合剂分子中必须有相当长的烃链或芳环，一方面是使萃取剂难溶于水相而减少萃取剂的溶解损失；另一方面，萃取剂的碳链增长，油溶性增加，可与被萃物形成难溶于水而易溶于有机相的萃合物，实现相转移。如果碳链过长、碳原子数目过多、分子量太大，则会使用不便，同时萃取容量降低。因此，一般萃取剂的分子量介于350～500之间为宜。

常用的萃取剂按其组成和结构特征，可以分为中性络合萃取剂、取代酸性络合萃取剂、胺类萃取剂和螯合萃取剂。