四氫呋喃是合成聚四氫呋喃的必備原料,工業生產的四氫呋喃都含有大量的水,因此,四氫呋喃與水的分離是四氫呋喃精制提純的關鍵。
同時,很多工業生產排放的的廢水中含有四氫呋喃,THF有毒,空氣中最高容許濃度為200PPM。由于四氫呋喃溶于水, 所以會對水體和環境以及生物體造成巨大的危害,因此如何有效地分離四氫呋喃與水是廢水處理的重要研究對象。
我們是否可以采用萃取法進行分離四氫呋喃和水?應該采用哪種萃取劑呢?
溶劑萃取法是可行的。我們知道咪唑六氟磷酸鹽類離子液體對四氫呋喃這一類的有機物有較好的萃取效果,那么,我們應該采用哪種咪唑六氟磷酸鹽類離子液體來萃取四氫呋喃呢?
根據萃取性能強弱的順序為丁基咪唑六氟磷酸鹽>乙基咪唑六氟磷酸鹽>甲基咪唑六氟磷酸鹽,而根據結論:當有機分子極性系數R≤1.0時,可以與水互溶;分子極性系數R≥1.5時,溶解性很小;分子極性系數R為1.0~1.5時,溶解性中等。可以得到,甲基咪唑六氟磷酸鹽與水互溶度較大,乙基咪唑六氟磷酸鹽與水互溶度更小,丁基咪唑六氟磷酸鹽與水溶解度很小。
所以,丁基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM]PF6)是從四氫呋喃-水體系中萃取四氫呋喃比較理想的萃取劑。
[BMIM]PF6對四氫呋喃的萃取效果如何?
用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體萃取四氫呋喃水溶液(四氫呋喃0.1526,水0.8472,質量分率),所得萃取相中水的質量分率為0.0498,四氫呋喃的質量分率為0.1253,萃余相中水的質量分率為0.8613,四氫呋喃的質量分率為0.0264。
計算得到四氫呋喃的分配系數為4.746,選擇性系數為82.1107。
由此可知,疏水的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體作為萃取劑對四氫呋喃的分配系數大于1,選擇性系數遠大于1,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體對四氫呋喃有較高的選擇性,可以實現四氫呋喃-水的萃取分離。