疏水性离子液体萃取芳香化合物及其再生

利用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[Bmim][PF6]、1-丁基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐[Beim][PF6]、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐[Bmim][Tf2N]对水溶液中的9种芳香化合物进行萃取,以苯胺为代表对萃取工艺进行了优化,考察了乙醚、正丁醇等低极性溶剂对离子液体的再生情况. 结果表明,在室温下,当相比O/A=0.2、时间为10 min时,[Bmim][PF6]对苯胺的萃取率达87.2%,分配系数为34.1,效果明显高于甲苯、正辛醇等传统有机溶剂. 芳香化合物的分子结构对萃取有较大影响,萃取率及分配系数随溶质疏水性增加而增加. 用乙醚作为反萃剂效果较好,苯胺和离子液体的回收率分别为93.1%和95.2%,溶质及离子液体均能实现资源化回收利用.     

疏水性离子液体用于萃取酚类物质

测定了苯酚、苯基酚、苯二酚等几种不同取代基的酚类物质在疏水性离子液体[bmim]PF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)和[dmim]PF6(1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)与水两相中的分配系数. 实验结果表明,萃取过程很快可以达到平衡. 与传统有机溶剂相比,分配系数处在同一个数量级. 分配系数随温度升高而降低,离子液体对不同取代基的酚类萃取能力有很大差异,咪唑基团上取代烷基链的长度对不同酚类物质的分配系数有很大影响,因此可以通过调节离子液体结构使其适用于不同成分的含酚废水.     

离子液体中碘代芳烃与末端炔的Sonogashira反应的研究

报道以碘代苯和末端炔为原料,以氯化钯和1．1’-双（二苯基膦）二茂钴六氟磷酸盐（dppe^＋PF6^-）的混合体系为催化剂．在离子液体3-甲基-1-丁基咪唑六氟磷酸盐（[BMIm][PF6]）中的Sonogashira反应。实验表明．该催化体系极易与产物分离,重复使用七次后．其偶联产物的收率仍达90％以上。     

疏水性离子液体为溶剂对Co2+和Cd2+废水的萃取性能

研究了疏水性离子液体[Bmim]PF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)、[Hmim]PF6(1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)和[Omim]PF6(1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)对Co2+和Cd2+的萃取性能. 结果表明,未加入螯合剂时,离子液体对Co2+和Cd2+的萃取率都很低. 螯合剂的加入大大提高了离子液体对重金属离子的萃取性能,Co2+和Cd2+的萃取率分别由原来的2.06%和1.82%提高到96.37%和93.68%. 不同螯合剂对离子液体萃取Co2+和Cd2+有一定的影响. 离子液体碳链长度的增加有利于Co2+和Cd2+的萃取. 与传统有机溶剂相似,离子液体萃取重金属离子过程中具有很强的pH摆动效应,当pH<2时,Co2+和Cd2+的萃取率几乎为0,而当pH>6时,Co2+和Cd2+的萃取率均大于90%. 运用萃取过程中的pH摆动效应对Cd2+进行反萃取,实现了离子液体的回用.     

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。     

[bmim][PF6]-DMF-水三元体系的液液相平衡测定

为得到含N,N-二甲基甲酰胺(DMF)废水中萃取回收DMF工艺所需的基础数据,用液液平衡釜常压下测定了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6)离子液体-DMF-H2O三元体系在283.15～323.15 K下的液液分层曲线和液液相平衡数据.在此基础上,考察了三元体系中DMF和[bmim][PF6]离子液体的含量以及温度对[bmim][PF6]的选择性系数的影响.实验结果表明,液液平衡相图中两相区面积随温度升高而减小;相同温度下,[bmim][PF6]的选择性系数随着三元体系中DMF的含量增加而减小,随着离子液体用量增加而增大;溶液组成一定时,[bmim][PF6]的选择性系数随着温度升高而减小;当DMF的含量大于10％时,温度对选择性系数影响不大;283.15 K,三元体系中DMF的质量分数为2.04％时,选择性系数可达33.62,[bmim][PF6]用于萃取分离水中的DMF可行.     

[bmim][BF_4]、[bmim][PF_6]离子液体及其与DMF二元体系在293.15～338.15K下的粘度

为获得离子液体与有机物物理性质的数据,常压下,293.15～338.15 K温度范围内,分别测定了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[bmim][BF4]）、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[bmim][PF6]）2种咪唑类离子液体以及它们和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）构成的2个二元体系的粘度,采用Vogel-Tamman-Fulcher（VFT）方程和Arrhenius-like方程对所测粘度数据进行关联。结果表明,同一温度下,3种纯溶液粘度大小顺序依次为：DMF〈[bmim][BF4]〈[bmim][PF6]。[bmim][BF4]、[bmim][PF6]离子液体及其与DMF构成的二元体系的粘度均随着温度的升高和DMF摩尔分率的增加而降低。实验条件下,DMF＋[bmim][BF4]和DMF＋[bmim][PF6]二元体系的粘度变化范围分别为1.26～125.5 MPa·s和1.11～165.7 MPa·s。VFT方程对于DMF-[bmim][BF4]与DMF-[bmim][PF6]体系的关联结果比Arrhenius-like方程较好,其总平均绝对误差、总平均相对误差、以及总平均标准方差分别为0.561 9 MPa·s和0.918 6 MPa·s、0.026 8 MPa·s和0.020 9 MPa·s、0.725 5 MPa·s和1.125 1 MPa·s。     

功能离子液体[NH_2ebim][PF_6]的合成及其吸收CO_2的研究

采用两步法合成了离子液体1-胺乙基丁基咪唑六氟磷酸盐([NH2ebim][PF6]),进行吸收CO2的研究。结果表明,CO2与离子液体[NH2ebim][PF6]的反应摩尔比介于0.5~1.0,模拟[NH2ebim][PF6]的溶解度参数为18.09 MPa0.5,比常规离子液体的溶解度参数更接近CO2的溶解度参数,说明[NH2ebim][PF6]与CO2有更好的互溶性,利于对CO2的吸收。     

咪唑类离子液体高效吸收二氯甲烷

合成了一系列常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Bmim][NTf2])、1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐([Bmim][DCA])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])和N-丁基吡啶硫氰酸盐([BPy][SCN]),用智能重量分析仪(IGA)测定不同温度和分压下离子液体吸收二氯甲烷(DCM)的容量。结果表明,[Bmim][SCN]具有最高的二氯甲烷吸收容量(1.46 g/g, 303.15 K, 60 kPa),5次循环后吸收能力无明显下降,[Bmim][SCN]基本可完全再生,能循环使用。量化计算结果表明[SCN]?可与二氯甲烷形成氢键,增强其对二氯甲烷的吸收能力。     

功能离子液体[NH_2ebim][PF_6]的合成及其吸收CO_2的研究

采用两步法合成了离子液体1-胺乙基丁基咪唑六氟磷酸盐([NH2ebim][PF6]),进行吸收CO2的研究。结果表明,CO2与离子液体[NH2ebim][PF6]的反应摩尔比介于0.5¹.0,模拟[NH2ebim][PF6]的溶解度参数为18.09 MPa0.5,比常规离子液体的溶解度参数更接近CO2的溶解度参数,说明[NH2ebim][PF6]与CO2有更好的互溶性,利于对CO2的吸收。     

离子液体萃取电镀废水中铅的研究

制备了三种不同阳离子侧链长度的离子液体[C_nMIM]PF_6(其中n=4、6、8),以它们为萃取剂,以双硫腙为螯合剂,构建了离子液体[C_nMIM]PF_6-双硫腙萃取体系。研究了该萃取体系对含铅废水中Pb~(2+)的萃取性能。研究发现,阳离子侧链增加有利于提高Pb~(2+)的萃取效果。另外,考察了萃取时间、萃取温度、pH值、含铅废水与离子液体的体积比对Pb~(2+)萃取率的影响。结果表明:[C_8MIM]PF_6-双硫腙萃取体系对含铅废水中Pb~(2+)的萃取率可达93.5%,并且Pb~(2+)萃取率受pH值影响很大。     

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。     

[omim]BF4离子液体萃取酚类化合物的研究

采用水浴微波法合成离子液体萃取剂[omim]BF4.研究[omim]BF4对苯酚、邻甲酚等7种酚类化合物的萃取,考察了萃取时间、温度、相比及pH值对萃取效果的影响.实验结果表明:萃取10 min就可以达到平衡;随着温度升高或[omim]BF4与含酚水溶液相比的降低,分配系数降低;酚溶液在pH< pKa时,即酚类化合物主要以分子状态存在时,萃取效率较高.与萃取剂[bmim]PF6及传统有机溶剂相比,[omim]BF4萃取酚类化合物的分配系数处在同一数量级.同时对[omim]BF4萃取酚类化合物的机理进行了探讨,离子液体中的氟与酚类化合物的羟基形成了氢键.     

β-环糊精协同乙烯基咪唑离子液体脱除溶剂油中的萘

采用1-乙烯基-3-正丁基溴代咪唑离子液体（[VBIM]Br）为脱除剂,在β-环糊精协同作用下萃取溶剂油中的萘。本实验考察了不同单因素条件在[VBIM]Br离子液体与β-环糊精共同作用下对溶剂油中脱萘率的影响,同时通过响应面法优化脱除工艺条件。实验结果表明：[VBIM]Br离子液体与β-环糊精共同作用下对萘的萃取率比单独利用[VBIM]Br离子液体提高了15%以上,萃取率达到90%以上。离子液体简单回收后,重复使用5次过后,脱除率仍在80%以上。实验通过红外分析和紫外光谱分析了[VBIM]Br离子液体协同β-环糊精脱萘的机理,与[VBIM]Br离子液体协同作用下,β-环糊精对萘存在包合作用,实现了对溶剂油中萘的脱除。     

离子液体[BMIM]_3[CB3GA]萃取溶菌酶的影响因素分析

以离子液体[BMIM]3[CB3GA]作为萃取剂在不同操作条件下进行溶菌酶萃取实验。结果表明,[BMIM]3[CB3GA]离子液体的浓度为4 mmol/L、萃取时间为30 min及溶液呈酸性时,对溶菌酶的萃取效果最佳,可达90%以上;多次回收离子液体进行重复萃取时,[BMIM]3[CB3GA]对溶菌酶的萃取率无明显下降,也可维持在90%以上。     

离子液体[BMIM]3[CB3GA]萃取溶菌酶的影响因素分析

以离子液体[BMIM]3[CB3GA]作为萃取剂在不同操作条件下进行溶菌酶萃取实验。结果表明,[BMIM]3[CB3GA]离子液体的浓度为4 mmol/L、萃取时间为30 min及溶液呈酸性时,对溶菌酶的萃取效果最佳,可达90%以上;多次回收离子液体进行重复萃取时,[BMIM]3[CB3GA]对溶菌酶的萃取率无明显下降,也可维持在90%以上。     

Monodispersed microcapsules enclosing ionic liquid of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate

The widespread research of ionic liquids is mainly because of their unique characteristics, which allow the possibility for more efficient reactions and separations in chemical processes. To achieve a successful commercial status, several problems of ionic liquids should be solved, including loss of ionic liquids and high viscosity that effects on fluid flow and mass transfer. In this study, hollow polysulfone microcapsules filled with ionic liquid of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate [BMIM]PF6 were prepared via a two-stage microfluidic approach. The results of the preparation showed that [BMIM]PF6 was successfully encapsulated with polysulfone, as an encapsulation capacity of 30.8% was achieved. Smaller microcapsules were produced with smaller size of nozzle, lower droplet phase flow rate or higher continuous phase flow rate. The microcapsules had excellent monodispersity and spherical morphology with extremely narrow size distribution. Besides, they had good stability of ionic liquid immobilization. The microfluidic approach has been proved successful to fabricate microcapsules, with advantages of extremely narrow size distribution, easy-controlled operating conditions to obtain different size of microcapsules, possibility for on line observation of preparation process.     

咪唑型离子液体对聚氨酯硬泡阻燃性能的影响研究

研究了咪唑型离子液体阻燃硬质聚氨酯泡沫的可能性,分析了离子液体的种类、用量对硬质聚氨酯泡沫氧指数、水平燃烧速度、热分解性能的影响。结果表明,咪唑型离子液体对硬质聚氨酯泡沫有很好的阻燃效果,与1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)相比,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)的阻燃效果较好,氧指数随着离子液体的添加量增加而增加,当添加[BMIM]PF6质量分数为25%(相对组合聚醚)时,阻燃效果最好,可使氧指数达到24.2,水平燃烧速度降低,具有很好的自熄性。通过热分析可以看出,添加[BMIM]PF6离子液体后可以提高热分解温度,分解残留物增加,放热量大大减小,可有效抑制硬质聚氨酯泡沬的分解,提高其热稳定性。