基于离子液体的“可设计性”和“软酸”性质萃取分离电镀污泥中Cr6+/Fe3+

基于离子液体的"可设计性"和"软酸"性质对于其在电镀污泥酸浸液中铬铁萃取分离方面的应用及其机理进行研究。结果表明：咪唑环上烷基链的长度对于铬铁萃取分离效果有较大的影响,阴离子为[BF₄]^-的离子液体对于铬铁萃取分离能力大于阴离子为[PF₆]^-的离子液体。在所研究的离子液体中,[Omim] [BF₄]对于铬铁具有较好的萃取分离效果,实现了电镀污泥中铬铁分离。结合斜率法、红外光谱分析、Raman光谱分析,[Omim] [BF₄]萃取铬符合离子缔合机理,可推测[Omim] [BF₄]咪唑阳离子与Cr₂O₇^2-阴离子形成离子缔合物而进入有机相,达到萃取分离,从而实现电镀污泥资源化目的,具有一定的应用性。     

咪唑类离子液体对木质纤维预水解液的脱毒

针对燃料乙醇生物炼制过程中抑制物对酵母乙醇发酵的抑制作用,以水洗稀酸蒸汽爆破预处理玉米秸秆得到的预水解液为研究对象,采用新型绿色脱毒技术--离子液体进行萃取脱毒,研究比较了两种咪唑类离子液体[烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体[C_nmim][PF₆](n 4,6,8)和烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体[C_nmim][BF₄](n 6,8)]对预水解液的萃取性能。结果表明,随着咪唑类离子液体阳离子烷基链长度的增加,离子液体对抑制物的萃取性能下降,具有更强电负性的阴离子为BF₄^-的离子液体比阴离子为PF₆^-的离子液体萃取效率更高。通过比较糖与抑制物的萃取率,最终选择[C₈mim][BF₄]作为预水解液的萃取剂,结果显示其对主要抑制物甲酸、乙酸、5-羟甲基糠醛的萃取率分别为53.22%、47.53%和85.13%,总酚的萃取率为65.05%,而糖的损失率在6%以内。     

离子液体用于燃油萃取脱硫的选择与过程优化

针对基于COSMO-SAC模型分子设计方法的准确性问题,采用离子液体脱硫机理分析和实验的方法对其进行了验证,即对[HMIM] [BF₄]、[HMIM] [PF₆]、[BMIM] [BF₄]、[BMIM] [PF₆]、[EMIM] [BF₄]、[EMIM] [PF₆] 6种离子液体作萃取剂时的脱硫效果进行了脱硫机理的分析和实验的验证,得到的脱硫性能排序与离子液体分子设计结果基本一致,且均认为[HMIM] [PF₆]脱硫率较高。以[HMIM] [PF₆]为萃取剂,通过液相色谱法测定萃取后的液相组成,考察萃取时间、萃取温度、剂油比3个因素对脱硫率、分配系数和选择性系数的影响。通过正交实验设计确定了萃取时间40 min、萃取温度20℃、剂油比2：1为较优操作条件,单次脱硫率为72.74%,四级萃取可将模型油的含硫量由1200 μg·g^-1降至6.98 μg·g^-1,符合国Ⅴ标准。     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。     

离子液体-分子溶剂复合萃取剂脱除水中酚类化合物

构建了疏水性离子液体-分子溶剂复合萃取剂,并研究了其对酚类化合物的萃取性能。结果表明,与纯离子液体萃取剂相比,三己基十四烷基溴化（[P₆₆₆₁₄]Br）-乙酸乙酯复合萃取剂在显著降低萃取剂黏度的同时,获得了较高的酚类溶质分配系数。当萃取剂中[P₆₆₆₁₄]Br摩尔分数为20%时,苯酚的分配系数为345,是纯乙酸乙酯为萃取剂时的5.3倍,是[omim]BF₄、[C₁₂mim]NTf₂等常规疏水离子液体的9~60倍;比纯[P₆₆₆₁₄]Br为萃取剂时的分配系数下降25.3%,黏度却比纯[P₆₆₆₁₄]Br降低99%以上。COSMO-RS研究表明[P₆₆₆₁₄]Br与苯酚之间较强的氢键作用是获得较高苯酚分配系数的关键因素。该复合萃取剂对间苯三酚、4-氯苯酚和2,5-二硝基苯酚等物质也有良好的萃取能力。上述结果为开发兼具良好热力学性能和动力学性能的脱酚萃取剂提供了新的思路。     

离子液体体系用于盐湖卤水提取锂

3种咪唑类离子液体:1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₄mim][PF₆])、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₆mim][PF₆])、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₈mim][PF₆])被作为绿色溶剂用于盐湖卤水分离镁锂, 建立了以离子液体(ILs)、磷酸三丁酯(TBP)分别为萃取介质和萃取剂的盐湖卤水锂萃取体系, 并与使用传统有机溶剂磺化煤油和氯仿的萃取效果进行了对比。研究发现, 该离子液体体系较使用传统挥发性有机溶剂的萃取体系有更高的萃取率。锂的萃取率随离子液体中烷基碳原子数的减小而增加。详细考察了溶液pH、离子液体浓度、相比对萃取效率的影响, 获得了离子液体体系萃取的最优条件。在最佳萃取条件下, 3种离子液体体系对锂的单级萃取效率均高于80%, 分离系数最高达到100以上。机理研究表明:离子液体体系是以阳离子交换实现对锂的萃取, Li⁺与TBP形成[Li·2TBP]⁺络合物进入有机相。     

离子液体-分散液液微萃取结合高效液相色谱法快速分析茯苓中氰戊菊酯和联苯菊酯农药残留

离子液体-分散液液萃取法被成功地应用于萃取和富集中药材茯苓中氰戊菊酯和联苯菊酯。1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₈mim][PF₆])作为萃取溶剂，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C₄mim][BF₄])为分散剂。整个萃取过程不需要加入任何有机溶剂，萃取过程快速，3min内就可以达到萃取平衡。茯苓中目标化合物的加样回收率在95.7%～98.3%之间，检出限为0.50和0.40 ng·mL^-1之间，结果令人满意，说明该实验方法适用于检测中药材中氰戊菊酯和联苯菊酯农药残留。     

离子液体/低共熔溶剂用于NH3分离过程的热力学分析

氨气（NH₃）作为一种有害气体,其传统吸收技术存在诸多缺陷,亟需开发性能优越的NH₃吸收剂,以开发新型NH₃分离技术。离子液体和低共熔溶剂作为气体分离过程的潜在吸收剂,因低挥发性、良好的热稳定性以及灵活的可调控性等特点受到越来越多的关注。但离子液体和低共熔溶剂数量众多,筛选困难。采用热力学分析方法分析离子液体和低共熔溶剂用于NH₃分离过程,基于Gibbs自由能变,拟合出分离过程的最佳操作条件,将总能耗和离子液体用量作为筛选标准,筛选出性能良好的[Omim][BF₄]。将[Omim][BF₄]与传统NH₃吸收剂水对比,发现[Omim][BF₄]具有更低的能耗。最后,拟合出筛选标准与离子液体/低共熔溶剂的临界性质间的规律,为开发新的NH₃吸收剂和新的分离技术提供依据。     

2,6-二甲氧基苯酚在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐水溶液中溶解行为的红外光谱分析

利用衰减全反射红外光谱(ATR-IR)和二维相关红外技术研究2, 6-二甲氧基苯酚(2, 6-DMP)在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C₄mim]BF₄)水溶液(离子液体摩尔分数x_IL=1.0～0.02)中的溶解行为。随着水量增大, 2, 6-DMP溶解度先增大而后急剧减小, 对应的x_IL阈值为0.1。2, 6-DMP与[C₄mim]BF₄之间存在强相互作用, 2, 6-DMP上的甲氧基是重要作用位点之一;当少量的水加入[C₄mim]BF₄(x_IL=0.1～1.0), 致密的离子簇结构被解离, 2, 6-DMP容易与[C₄mim]BF₄作用, 溶解度增大;随着大量水加入(0.02IL<0.1), 离子簇完全解离为大分子水簇包围的离子对, 憎水的2, 6-DMP与[C₄mim]BF₄作用困难, 溶解度减小。这种由于水量改变引起的[C₄mim]BF₄水溶液微观结构变化影响2, 6-DMP溶解行为。     

离子液体对Cd(Ⅱ)的萃取性能的研究

研究了2种离子液体[Omim]PF6(1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)和Aliquat 336(甲基三辛基季铵盐)对Cd(Ⅱ)的萃取性能,考察了离子液体种类、初始浓度、萃取时间、离子液体相与水相体积比(相比)及酸浓度对萃取率的影响。实验结果表明,[Omim]PF6对Cd(Ⅱ)的萃取率很低,而Aliquat 336对Cd(Ⅱ)的萃取率可以高达97%。随着废水中Cd(Ⅱ)初始浓度的增大,萃取率呈先略微升高,然后急剧下降的变化趋势。以Aliquat 336作为萃取剂,优化萃取时间为10 min,相比为1∶5,酸浓度为0.5 mol/L。     

Application of hydrophobic ionic liquid [Bmmim][PF6] in solvent extraction for oily sludge

In this study, an ionic liquid (IL), 1-butyl-2,3-dimmmethylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmmim][PF₆]), was used in combination with a composite solvent of methyl acetate and n-heptane to enhance the oil extraction from oily sludge. The oil recovery increased by approximately 15% compared with that of solvent extraction without [Bmmim][PF₆] at the optimal ratios of IL to sludge and solvents to sludge, which were at 2:5 (M/M) and 4:1 (V/M), respectively. The saturate, aromatic, resin and asphaltene (SARA) analysis revealed that the recovery of resins and asphaltenes was increased by 14% and 38%, respectively, in the solvent extraction with the addition of [Bmmim][PF₆]. [Bmmim][PF₆] maintained a good performance after its reuse four times. The addition of [Bmmim][PF₆] changed the adhesion forces between oil and soil. The IL-assisted solvent extraction procedure followed the pseudo second-order kinetic model, while the unassisted solvent extraction procedure followed the pseudo first-order kinetic model. The results also demonstrated that [Bmmim][PF₆] decreased the solvent consumption by approximately 60% each time. Additionally, [Bmmim][PF₆] can be easily separated. The results suggested that enhancing the solvent extraction with this IL is a promising way to recover oil from oily sludge with a higher oil recovery rate and lower organic solvent consumption than those with the unassisted solvent extraction method.     

离子液体中过氧钼酸盐催化燃油深度氧化脱硫

以过氧化氢为氧化剂,[Omim]PF₆离子液体为萃取剂,[C₁₆mim]₂ Mo₂O₁₁为催化剂建立了萃取催化氧化脱硫体系（ECODS）。该反应体系在非常温和的条件下可使DBT的脱除率最高达到99.4%,大大优于单纯的萃取脱硫和萃取氧化脱硫体系。不同硫化物在该体系下的脱硫效果为：DBT >BT >TH。催化体系循环使用10次后催化反应活性未见明显下降。将此催化体系直接用于市售的汽油和柴油,可使其中硫含量降低至12.70mg/L和11.62mg/L。     

疏水性离子液体-中性磷氧萃取剂萃取稀土元素的应用

液液萃取广泛应用于稀土元素的分离回收,为了便于相的分离,通常采用疏水性萃取剂。基于液液萃取的特性,通过微波辅助法合成了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM][PF₆]）。分别探究了[BMIM][PF₆]搭配不同中性磷氧萃取剂对稀土元素中Nd³⁺和Pr³⁺的萃取研究。结果表明1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐-三正辛基氧化磷（[BMIM][PF₆]-TOPO）为最适宜萃取体系。在最适宜萃取体系下,探究了时间、温度、pH值、V（A）/V（O）（水相稀土离子/有机相萃取体系）和萃取组分体积比对萃取效率的影响。结果表明：萃取时间为20 min、温度为25℃、pH值=6.0、V（A）/V（O）=1.0、V_[BMIM][PF6]：V_TOPO=1：1,体系对于Nd³⁺的萃取效果最佳,萃取率可达97.8%;萃取时间为25 min、温度为25℃、pH值=6.0、V（A）/V（O）=1.0、V_[BMIM][PF6]：V_TOPO=1：1,体系对于Pr³⁺的萃取效果最佳,萃取率可达94.2%;萃取过程为放热反应,反应焓变分别为ΔH（Nd³⁺）=-38.43 kJ·mol^-1,ΔH（Pr³⁺）=-28.76 kJ·mol^-1。     

Concentration control of volatile organic compounds by ionic liquid absorption and desorption

Volatile organic compounds (VOCs) are difficult to be eliminated safely and effectively because of their large concentration fluctuations. Thus, maintaining a stable concentration of VOCs is a significant study. In this research, H₂O, Tween-80,[Emim]BF₄,[Emim]PF₆, and[Hnmp]HSO₄ were applied to absorb and desorb simulated VOCs. The ionic liquid[Emim]BF₄ demonstrated the best performance and was thus selected for further experiments. As the ionic liquid acted as a buffer, the toluene concentration with a fluctuation of 2000-20000 mg·m^-3 was stabilized at 6000-12000 mg·m^-3. Heating distillation (90℃) was highly efficient to recover[Emim]BF₄ from toluene. The regenerated[Emim]BF₄ could retain its initial absorption capacity even after multiple cycles. Moreover,[Emim]BF₄ had the same buffer function on various aromatic hydrocarbons.     

Determination and Correlation of Solubilities of Four Novel Benzothiazolium Ionic Liquids with PF6^- in Six Alcohols

Four novel benzothiazolium ionic liquids with 6PF- （[C1Bth][PF6], [C4Bth][PF6], [C5Bth][PF6] and [C6Bth][PF6]） were synthesized, and the rang of their melting points were determined between 358.35 K-424.05 K. The relationship of their melting points and the length of the straight alkyl chain on cation reflected‘S’ type ten-dency. Then, the solubilities of the four ionic liquids in six lower alcohols （methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol and 2-methyl-1-propanol） were measured in the temperature rang of 253.15-383.15 K at at-mospheric pressure with static analytical method, respectively. It was found that [C6Bth][PF6] in all investigated ionic liquids had the largest solubility in six alcohols and the solubility of [C4Bth][PF6] in methanol was very sensi-tive for temperature in 313.15-333.15 K, which was so-called “temperature-sensitivity”. This feature is of great significance to their application of catalyzing reaction or extraction process, and makes the recovery and reuse of ionic liquids （ILs） become easier. Moreover, the experimental solubility data were correlated with the modified Apelblat equation andλh equation, respectively. It was found that the result of correlation using two divided tem-perature ranges was better than that of using the whole temperature range.     

离子液体支撑液膜的CO2/CH4分离性能

由于离子液体对CO₂具有较好的溶解选择性,离子液体支撑液膜分离CO₂越来越受到关注。比较了含3种不同阴离子的常规离子液体([bmim][BF₄]、[bmim][PF₆]、[bmim][Tf₂N])作为支撑液膜的液膜相分离CO₂/CH₄的性能,考察了咪唑环上烷基链长对离子液体支撑液膜性能的影响。考虑向离子液体中引入胺基和羧基等亲CO₂基团,制备了1-丁基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体([bmim][β-Ala]),考察了 [bmim][β-Ala]支撑液膜分离CO₂/CH₄的性能,并对在CO₂渗透测试前后的支撑液膜进行了FT-IR分析,发现氨基酸离子液体中的-NH₂和CO₂的较强作用以及该离子液体的高黏性影响了CO₂的透过性,使[Bmim][β-Ala]支撑液膜的CO₂透过率低。