离子液体在氨气分离回收中的应用及展望

氨（NH₃）是典型有毒有害工业气态污染物，也是形成PM2.5中二次颗粒物的根本原因之一，大量含氨气体的排放严重威胁人类的生活环境和健康。采用传统的酸法或水法，通常存在腐蚀性强、污染重、能耗高等问题，且难以回收利用氨资源。离子液体因其极低的挥发性、较好的化学/热稳定性、酸碱可调及高的氨溶解度等特点，为高效低能耗NH₃分离提供了新途径。综述了近年来国内外离子液体在NH₃分离中的研究进展，重点总结了常规离子液体、功能离子液体及离子液体溶剂/材料对NH₃的吸收/吸附性能，阐明了阴阳离子、功能基团对NH₃吸收性能的影响规律及其吸收机理，并探讨了该方向的研究和发展趋势。     

离子液体吸收分离硫化氢进展

针对近年来离子液体在吸收分离硫化氢(H₂S)气体方面的研究进展, 重点论述了H₂S在离子液体中的溶解度及对其他气体的选择性、H₂S-离子液体体系的热力学性质及模型。对离子液体吸收H₂S的机理进行了分析, 阐述了离子液体阴阳离子种类、结构以及取代基等对H₂S分离性能的影响规律, 简要提出了该领域存在的研究难点和未来的发展方向。     

氨基功能型离子液体吸收CO2的性能

氨基功能型离子液体在常温常压下对CO₂具有较强的吸收选择性能,在分离固定CO₂方面具有较好的应用前景。合成了4种氨基功能型离子液体,对产物进行了IR和¹H NMR表征,探究了这些功能型离子液体的CO₂吸收性能及再生性能。结果表明,4种氨基功能型离子液体均具有强于常规型离子液体的CO₂吸收性能,再生性能良好,可循环使用;离子液体的CO₂溶解度受黏度影响显著,随吸收温度的升高而降低,随吸收压力的升高,吸收剂浓度的增加而增大;强化传质能提高再生效率,多次的再生对离子液体的吸收性能没有明显影响。     

离子液体膜材料分离二氧化碳的研究进展

离子液体由于具有不易挥发、结构可调、对CO₂有良好的吸收性能等特点而成为当前CO₂分离领域的研究热点,但因高黏度和高成本问题而限制了其工业化应用。将离子液体与气体分离膜材料结合,得到的新型分离膜材料兼具离子液体和膜的优势,成为当前离子液体研究领域的趋势之一。针对这一热点问题,综述了离子液体支撑液膜、聚离子液体膜和离子液体共混/杂化膜在CO₂分离方面的研究现状和进展,讨论了离子液体结构和含量对膜分离性能、稳定性等的影响。相关研究表明,离子液体共混/杂化膜具有较高的分离性能和稳定性,是一种很有应用前景的CO₂分离材料。提出该领域的重点发展方向,即开发新的功能化离子液体共混/杂化膜材料是解决高渗透通量与高稳定性之间矛盾、强化CO₂分离性能的有效途径,深入研究离子液体共混/杂化膜的形成机制、气体在膜中的渗透行为以及CO₂分离机理。     

基于COSMO-SAC模型研究离子液体对氨水溶液汽液平衡的影响

采用COSMO-SAC模型研究了不同离子液体存在下氨水溶液的汽液相平衡,探讨了离子液体的亲水性、酸碱性、阴阳离子种类以及功能基团修饰等对氨的相对挥发度的影响。研究发现,不同性质的离子液体均会影响氨水系统的汽液相平衡。一般地,如果水与离子液体相互作用能高于氨与水的相互作用能,离子液体将有利于氨的逸出。当阴离子亲水性和形成氢键的能力越强,或者水与阴离子相互作用能越强,或者氨与阳离子相互作用能越弱,则离子液体越能促进氨水分离。水/离子液体之间的相互作用能与氨/水之间的相互作用能差值越大,离子液体越能提高氨的相对挥发度。当水与离子液体相互作用能低于氨与水的相互作用能时,离子液体也能促进低浓度下的氨水分离。阴离子要比阳离子更能影响氨的相对挥发度,其中氯离子([Cl]^-)、醋酸根离子([Ac]^-)型离子液体对促进氨水分离的效果更佳。对于甲基咪唑类阳离子([C _n mim]⁺,n=2、4、6、8),烷基链越长,越不利于氨的分离,但在[C₂mim]⁺上嫁接胺基(—NH₂)将会改善低浓度下氨水的分离效果。     

离子液体吸收分离一氧化碳的研究进展

离子液体（ILs）作为一种新型的绿色溶剂在吸收和分离一氧化碳（CO）方面显示出了独特的优异性和潜在的应用价值。对近年来ILs参与CO吸收分离的研究工作进展进行了综述,主要包括常规ILs、阴离子功能化ILs、ILs/Cu (Ⅰ)盐和ILs支撑液膜。重点论述了CO在ILs中的溶解度及对其他气体的选择性,并与ILs吸收分离二氧化碳（CO₂）性能进行了比较;着重讨论了阴阳离子种类、取代基类型、温度、压力等因素对ILs吸收分离CO性能的影响,并介绍了ILs吸收CO的机理。最后,对设计合成新型功能化ILs应用于高效吸收分离CO提出了一些建议。     

氨基功能型离子液体吸收CO_2的性能

氨基功能型离子液体在常温常压下对CO_2具有较强的吸收选择性能,在分离固定CO_2方面具有较好的应用前景。合成了4种氨基功能型离子液体,对产物进行了IR和~1H NMR表征,探究了这些功能型离子液体的CO_2吸收性能及再生性能。结果表明,4种氨基功能型离子液体均具有强于常规型离子液体的CO_2吸收性能,再生性能良好,可循环使用;离子液体的CO_2溶解度受黏度影响显著,随吸收温度的升高而降低,随吸收压力的升高,吸收剂浓度的增加而增大;强化传质能提高再生效率,多次的再生对离子液体的吸收性能没有明显影响。     

离子液体在低碳烯烃/烷烃分离中的应用研究进展

低碳烯烃/烷烃的高效分离是石油化工领域可持续发展的关键过程之一,传统的低温精馏过程选择性低、能耗大。离子液体作为一种结构可调的绿色溶剂为低碳烃的高效分离提供了新的思路。本文综述了近年来国内外离子液体在低碳烯烃/烷烃分离中的研究进展,总结了常规离子液体、功能化离子液体以及含过渡金属的离子液体在低碳烯烃/烷烃分离中的应用,阐明了离子液体中阴阳离子、功能化基团、过渡金属与低碳烯烃相互作用的机理,着重介绍了合成金属功能化离子液体、添加金属盐、添加金属纳米粒子3种向离子液体中引入过渡金属方式的特点以及过渡金属的种类、比例,有机配体的类型对离子液体烯烃/烷烃分离性能的影响,并探讨了该方向的研究和发展趋势。     

咪唑类离子液体对苯系挥发性有机物脱除性能的研究

为研究咪唑类离子液体吸收甲苯的性能,考察了甲苯体积分数、吸收温度、N₂进气速度和离子液体流量等对吸收甲苯性能的影响,并评价了离子液体的再生性能。结果表明,[Emim][Tf₂N]、[Bmim][Tf₂N]和[Omim][Tf₂N]这3种离子液体对甲苯的吸收率均在90%以上,且阳离子碳链越长,对甲苯的吸收率越高,3种离子液体对甲苯的吸收率大小为:[Omim][Tf₂N]>[Bmim][Tf₂N]>[Emim][Tf₂N]。甲苯体积分数为3 113μL/L、N₂进气速度为50 mL/min、离子液体流量为15 mL/min和吸收温度为20℃的条件下,离子液体对甲苯的吸收率最高。离子液体在140℃、5 066 Pa下干燥再生5次后性能基本稳定。     

离子液体脱除SO2技术的研究进展

离子液体(ILs)具有独特的物理化学性质,在烟气脱硫领域引起了广泛的关注.本文综述了近年来离子液体在脱硫方面的研究进展,介绍了离子液体(ILs)的特点和用于烟气脱硫的优势,评述了胍类、醇胺类、咪唑类和己内酰胺类等脱硫离子液体的溶解性能、吸收机理以及优缺点.ILs吸收SO2有物理吸收、化学吸收以及二者同时存在的3种机理,...     

离子液体选择性萃取分离磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱

同系物分离是高纯度药物单体和化学品制备中的重要环节,磷脂酰丝氨酸是一类重要的药物和功能添加剂,其制备过程中的关键技术是磷脂酰丝氨酸与其他磷脂同系物的分离,但同系物之间结构相似、分离难度大。报道了以离子液体为介质选择性萃取分离磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱的方法,系统研究了离子液体结构和浓度、萃取温度对分离性能的影响。研究表明,离子液体的阴离子结构显著影响同系物的分离选择性,且离子液体与极性稀释剂之间存在协同萃取效应,离子液体的摩尔浓度仅为5%时,1-乙基-3-甲基咪唑溴/甲醇-正己烷两相体系中的磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱的选择性高达29.48。采用量子化计算初步研究了萃取机理,结果表明离子液体与磷脂之间形成了多重氢键和静电相互作用,从而促进了磷脂同系物之间的选择性分离。     

离子液体选择性萃取分离磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱

同系物分离是高纯度药物单体和化学品制备中的重要环节,磷脂酰丝氨酸是一类重要的药物和功能添加剂,其制备过程中的关键技术是磷脂酰丝氨酸与其他磷脂同系物的分离,但同系物之间结构相似、分离难度大。报道了以离子液体为介质选择性萃取分离磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱的方法,系统研究了离子液体结构和浓度、萃取温度对分离性能的影响。研究表明,离子液体的阴离子结构显著影响同系物的分离选择性,且离子液体与极性稀释剂之间存在协同萃取效应,离子液体的摩尔浓度仅为5%时,1-乙基-3-甲基咪唑溴/甲醇-正己烷两相体系中的磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱的选择性高达29.48。采用量子化计算初步研究了萃取机理,结果表明离子液体与磷脂之间形成了多重氢键和静电相互作用,从而促进了磷脂同系物之间的选择性分离。     

小分子烷烃与烯烃在离子液体中的溶解性能

研究了多种离子液体对小分子烃类的溶解性能,发现含有Cu(Ⅰ)的离子液体对烃类具有较高的溶解度和烯烃/烷烃溶解选择性,优选出了Et₃NHCl-2.1CuCl离子液体。考察了温度和压力对小分子烃类溶解性能的影响规律,发现低温和高压有利烃类的溶解,烯烃/烷烃溶解选择性随温度和压力的升高而减小;在30℃和0.2 MPa的条件下,烯烃/烷烃溶解选择性均在8.3以上。烃类在离子液体中的初始溶解速率较大,但随时间的延长快速降低,相同条件下烯烃的溶解速率高于烷烃的溶解速率。烯烃/烷烃分离选择性随混合气中烯烃含量的减小而增大。升温可以解吸出离子液体中的烃类,烷烃比烯烃容易解吸,优化条件下的解吸率可达92%以上。离子液体对小分子烷烃和烯烃的吸收分离具有良好的重复使用性能。利用Gaussian 09软件对离子液体的阴离子与烯烃、烷烃的作用进行了计算分析,解释了烯烃和烷烃在不同离子液体中溶解性能差异的原因。     

离子液体二氧化碳分离膜研究进展

离子液体支撑液膜在较大跨膜压差（0.25～0.3MPa）下的稳定性较差,具有较好稳定性的聚离子液体膜和离子液体-聚合物共混膜等逐渐被关注。本文综述了离子液体支撑液膜、聚离子液体膜、离子液体?聚合物共混膜等离子液体膜CO2分离性能、分离机理及稳定性的最新研究进展,介绍了无机颗粒-离子液体-聚合物共混膜的研究现状。指出离子液体膜的高CO2渗透通量与高稳定性之间的矛盾、共混膜结构调控难等问题是其工业化应用的主要障碍,提出开发新的膜材料、改进制膜工艺以减小膜厚、优化膜结构是提高膜的CO2渗透和分离性能,并保持膜稳定性的有效途径。无机颗粒-离子液体-聚合物共混膜兼有较高的CO2分离性能和较好稳定性,具有良好的应用前景,对其制备方法、结构、性能及CO2分离机理的研究将成为这一领域的热点。     

功能型离子液体的合成表征及CO2吸收性能

合成了两种传统型离子液体［bmim］BF₄和［emim］BF₄及含有胺基和羟基的功能型离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄、［OH-e-mim］Br,并对合成的离子液体进行IR和¹H NMR表征。常温常压条件下,对所合成的离子液体开展CO₂吸收性能实验,发现胺基改性离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄和羟基改性离子液体［OH-e-mim］Br的CO₂饱和吸收量分别是常规离子液体的3～9倍和1～2倍,且含有乙基官能团的离子液体吸收平衡时间普遍较短。最终探讨了温度、CO₂分压等对功能型离子液体吸收CO₂过程的影响。     

离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐对CO_2吸收的应用研究

利用静态吸收法研究了体系温度、初始压强和离子液体质量分数对亲水性离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐[1-NH2-C3mim][Br]吸收CO2的影响。优化的吸收工艺条件为:离子液体的质量分数50%,体系温度303.15 K,体系初始压强为165.64 kPa。同时,文中摸索了吸收剂的"两段式"真空再生条件,第1段再生温度321.15 K,30min,第2段再生温度343.15 K,10 min,结果表明:该离子液体吸收CO2吸收效果良好,并且再生后的离子液体,吸收性能稳定不变,可反复使用。     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

低黏二氰胺类离子液体乙烯汽液相平衡研究

从工业废气中回收分离乙烯（C₂H₄）具有重要意义,选用了三种低黏度二氰胺类离子液体,分别测定了293.15~333.15 K下其密度、黏度等物化性质,研究了其对乙烯（C₂H₄）吸收性能。采用非随机（局部）双液体模型（NRTL）关联了三种二元体系溶解度数据,实验值与计算值的平均相对偏差均小于3%。结果表明,低黏度二氰胺类离子液体对C₂H₄气体吸收性能良好,其中阳离子侧链长度增加和羟基功能团引入可增强对C₂H₄溶解度。同时,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐（[Bmim][DCN]）经过3次的吸收解吸循环,仍可以保持较好的C₂H₄吸收性能,表明该离子液体循环稳定性好,而1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐（[Bmim][DCN]）对乙烯吸收量较高,具有作为C₂H₄吸收剂的潜力。     

离子液体在气体吸附中的研究进展

综述了气体在离子液体中的溶解性能、影响因素及其传质机理;介绍了CO2、SO2等气体在离子液体中的吸附研究进展;总结了离子液体中气体分离、分析及有气体参与的化学反应等领域的研究现状,并展望了离子液体在气体吸附方面的应用前景。