含离子液体的四氢呋喃-乙醇等压气液相平衡

选取了离子液体(IL)1-己基-2,3-二甲基咪唑醋酸盐([HMMIM][OAc])为四氢呋喃(THF)-乙醇共沸体系的萃取剂,测量了3种[HMMIM][OAc]摩尔分数下(x₃=0.005,0.008,0.010) THF-乙醇-[HMMIM][OAc]三元体系等压气液相平衡(VLE)数据。从VLE数据可知随着[HMMIM][OAc]含量的增加,THF相对乙醇的挥发度增大。当[HMMIM][OAc]加入量足够大时,THF与乙醇的共沸能够被打破,但[HMMIM][OAc]的加入会使平衡温度会升高。使用NRTL模型对VLE数据进行了拟合,得到了THF-乙醇-[HMMIM][OAc]三元体系的二元交互作用参数,并以此为基础计算出打破THF-乙醇体系共沸所需要的最小[HMMIM][OAc]摩尔分数为0.005 3,这一结果优于文献中报道的其他离子液体。     

1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈盐中各类溶质无限稀释活度系数的测定

采用反相气相色谱法将离子液体作为固定相测定了27种溶质(烷烃、芳烃,卤代甲烷、醇、酮、醚、酯、三乙胺、二硫化碳、四氢呋喃、乙腈、吗啡啉、吡啶和水)在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈盐([EMIM][N(CN)2])323.15 K, 333.15 K, 343.15 K和353.15 K下的无限稀释活度系数γ∞1,3.通过计算不同溶质无限稀释活度系数的比值,探讨了[EMIM][N(CN)2]作为共沸、萃取精馏和萃取操作中的夹带剂或萃取剂的可行性.结果显示[EMIM][N(CN)2]在含水以及极性不对称性较大的共沸二元体系中有很好的选择性.此外,通过温度与γ∞1,3值的关系得到溶质的无限稀释偏摩尔焓.     

萃取精馏分离异丙醇-乙腈共沸物系工艺模拟

采用Aspen Plus模拟软件,对以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[EMIM][BF_4]为萃取剂,模拟了萃取精馏分离异丙醇-乙腈共沸物系的工艺流程。使用灵敏度分析工具优化得出萃取精馏塔的最佳工艺参数是:全塔理论板数26,离子液体和原料进料位置分别为第3块、第11块塔板,回流比为0.9,溶剂比为1.6。在最佳的工艺条件下,塔顶产品异丙醇的质量分数达到99.9%,满足分离要求。说明[EMIM][BF_4]作为分离异丙醇-乙腈共沸物系的萃取剂具有工业前景。     

基于COSMO-RS方法筛选离子液体分离乙酸乙酯-乙腈共沸物

采用COSMO-RS方法探究了不同离子液体在分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系中的应用;通过预测值与实验值的对比,验证了COSMO-therm X预测离子液体分离效果的准确性。离子液体的选择性和不同离子液体对乙酸乙酯-乙腈近沸点处相对挥发度的影响为指标,计算和分析了17种阳离子和13种阴离子组成的221种离子液体对乙酸乙酯-乙腈共沸物系的分离效果的影响规律。结果表明,含有[OAc]-和[Cl]-的离子液体对于乙酸乙酯-乙腈混合物的分离具有更好的促进效果,而阳离子的变化对于乙酸乙酯-乙腈混合物分离的促进效果差异较小。应用表面电荷密度分布(σ-profile)进一步研究了阴离子[OAc]-和[Cl]-对共沸物的影响,研究发现,阴离子[OAc]-和[Cl]-对乙酸乙酯-乙腈的分离效果影响顺序为[OAc]-[Cl]-;综合筛选结果,得出离子液体[BMIM][OAc]有望在乙酸乙酯-乙腈共沸混合物分离过程中成为一种高效的萃取剂。     

离子液体萃取剂萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物

以离子液体(ILs)[BMIM][NTF₂]和[HMIM][NTF₂]为萃取剂，萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物，通过分子模拟分析了ILs促进目标共沸物的分离机理；基于汽液平衡实验数据，获得新的NRTL热力学模型参数；选用常规的二组分双塔分离流程，实现了目标共沸体系的分离。作为对比，同时构建了以苯酚为萃取剂的萃取精馏和变压精馏流程。基于Aspen Plus软件平台，分析了上述各流程分离单元主要操作参数对分离过程性能的影响，考察并对比了各流程能耗、年总成本(TAC)和碳排放。结果表明：离子液体工艺可实现丙酸甲酯+甲醇共沸物的有效分离，产品纯度达到99.9%(质量分数)，[HMIM][NTF₂]工艺与[BMIM][NTF₂]、苯酚及变压精馏工艺相比，TAC降低11.68%～43.68%、CO₂排放减少32.11%～68.46%。结果可为共沸物丙酸甲酯+甲醇分离新工艺设计及优化提供理论支撑和实际指导。     

萃取精馏分离甲醇-丁酮萃取剂的选择

为了解决工业生产中甲醇-丁酮共沸体系难分离的问题,本研究采用一步法合成了N-乙基吡啶溴盐([EPy][Br])、N-丁基吡啶溴盐([BPy][Br])和N-己基吡啶溴盐([HPy][Br])3种离子液体(IL),测定了101.3 kPa下这3种离子液体对甲醇-丁酮共沸物系的溶剂选择性,并考察了溶剂比对其选择性的影响,同时将离子液体的分离性能与有机溶剂进行了比较。实验结果表明:合成的3种离子液体都可提高甲醇对丁酮的相对挥发度,它们的选择性大小顺序为[EPy][Br]> [BPy][Br]> [HPy][Br],同时,它们的选择性随溶剂比的增加而增大,与常规有机溶剂相比,离子液体作为萃取剂具有显著优势。因此,可以选用[EPy][Br]作为分离甲醇-丁酮共沸物系的萃取剂。     

环己烷-乙醇-离子液体液液相平衡数据测定及关联

环己烷-乙醇是化工生产中常见的共沸体系,溶剂萃取是分离环己烷-乙醇的重要途径。在常压,303.15 K实验条件下,以[EMIM][OTF](1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐)、[EMIM][SCN](1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐)、[EMIM][DCA](1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐)3种离子液体为萃取剂,测定环己烷-乙醇的液液相平衡数据。利用分配系数和选择性评价不同离子液体的萃取性能。此外,根据Othmer-Tobias和Hand方程对相平衡实验数据进行一致性和可靠性校验。最后,采用Aspen Plus软件选择NRTL模型对相平衡数据进行关联,获得二元交互作用参数,并将其用于计算相应的相平衡组成。通过研究发现,计算值和实验值的均方根偏差小于0.02,表明NRTL模型能够准确描述三元相平衡过程。     

基于COSMO-RS方法筛选离子液体分离乙酸乙酯-乙腈共沸物

采用COSMO-RS方法探究了不同离子液体在分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系中的应用;通过预测值与实验值的对比,验证了COSMO-thermX预测离子液体分离效果的准确性。离子液体的选择性和不同离子液体对乙酸乙酯-乙腈近沸点处相对挥发度的影响为指标,计算和分析了17种阳离子和13种阴离子组成的221种离子液体对乙酸乙酯-乙腈共沸物系的分离效果的影响规律。结果表明,含有[OAc]^－和[Cl]^－的离子液体对于乙酸乙酯-乙腈混合物的分离具有更好的促进效果,而阳离子的变化对于乙酸乙酯-乙腈混合物分离的促进效果差异较小。应用表面电荷密度分布（σ-profile）进一步研究了阴离子[OAc]^－和[Cl]^－对共沸物的影响,研究发现,阴离子[OAc]^－和[Cl]^－对乙酸乙酯-乙腈的分离效果影响顺序为[OAc]^－>[Cl]^－;综合筛选结果,得出离子液体[BMIM][OAc]有望在乙酸乙酯-乙腈共沸混合物分离过程中成为一种高效的萃取剂。     

离子液体萃取精馏分离甲醇-甲乙酮共沸物的模拟及优化

采用模拟软件Aspen Plus,以离子液体[HMIM][NTf_2]为萃取剂,对甲醇-甲乙酮共沸物的萃取精馏进行了模拟优化。确定了离子液体作为甲醇-甲乙酮萃取精馏萃取剂的可行性,分析考察了萃取精馏塔的塔板数、萃取剂流量、闪蒸罐压力等因素对年总费用TAC的影响,并对流程进行了热集成分析,结果表明,与常规萃取精馏相比,热集成流程的TAC下降了18.7%。     

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][BF_4]、[HMIM][PF_6]、[BMIM][BF_4]、[BMIM][PF_6]、[EMIM][BF_4]、[EMIM][PF_6]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][PF_6]脱硫率较高。以[HMIM][PF_6]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1200μg·g~(-1)降至6.98μg·g~(-1),符合国Ⅴ标准。     

酸改性膨润土对［BMIM］Cl离子液体的吸附

利用酸改性膨润土对低浓度［BMIM］Cl离子液体水溶液的吸附性能进行研究;考察了吸附温度、吸附时间、溶液pH值等吸附条件对离子液体的吸附率的影响。结果表明;酸改性膨润土对［BMIM］Cl的阳离子具有良好的吸附作用。在中性溶液中;酸改性膨润土对离子液体具有最大的吸附率。酸改性膨润土对离子液体的吸附过程是放热过程且属于Langmuir等温吸附;同时;得到膨润土上离子液体吸附的Langmuir等温方程且相关系数大于0.99。     

1，3-二烷基咪唑类离子液体的合成研究

通过N-烷基化反应制备了中间产物氯化-1-丁基-3-甲基咪唑[BMIM]Cl离子液体,得到较佳的制备条件。引入微波辅助改进了[BMIM]Cl合成方法。同时在超声波辅助下,通过离子交换制备了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM]BF4以及憎水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM]PF6。结果发现,微波辅助和超声波辅助可以加速反应速度。产物结构用IR和1H NMR进行表征。     

响应面法优化微波辅助萃取柠檬皮中果胶的研究

该文以离子液体[BMIM]Cl(氯化1-丁基-3-甲基咪唑)水溶液为萃取剂,采用微波辅助萃取技术提取柠檬皮中的果胶,系统考察了[BMIM]Cl浓度、萃取温度、萃取时间和萃取溶剂体积等因素的影响,并通过响应面法对提取工艺进行了优化,得出最佳工艺条件为[BMIM]Cl浓度1.0 mol/L,萃取温度88℃,萃取时间9.6 min,每克干柠檬皮用萃取溶剂22.7 mL,在该条件下,果胶的提取率为24.68%,与拟合的二次回归模型预测值基本相符。     

氯铝酸盐离子液体催化苯与十二烯烷基化反应

针对酸性氯铝酸盐室温离子液体[BMIM][AlCl4]催化苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯反应体系的物理化学特性,设计了一套可以分别进行间歇和连续操作的连续流动搅拌反应装置。间歇操作的反应结果表明．[BMIM][AlCl4]催化剂体系的总体结果优于传统催化剂无水AlCl3和氢氟酸,催化剂的用量和反应温度可以大大降低,2-苯基异构体的选择性较高。在连续操作条件下,一定的流量范围内实现了离子液体催化剂和反应料液的原位分离,催化剂被有效地局限在反应区域,并因在运转过程中始终未暴露从而得到了比间歇操作更加稳定和高效的反应结果。     

胶原在两种离子液体[BMIM]Cl和[BMIM]Ac中的溶解及再生结构比较

采用离子交换法, 以1-丁基-3-甲基氯代咪唑([BMIM]Cl)为原料合成了咪唑醋酸盐型离子液体([BMIM]Ac), 以两者为溶剂研究了胶原纤维在咪唑类离子液体中的溶解行为及再生前后的结构与热稳定性变化。结果表明, 胶原纤维在CH₃COO^-和Cl^-型离子液体中均能溶解, 但具有明显不同的溶解特性。相对[BMIM]Cl的溶解性能而言, [BMIM]Ac能够在较低的温度下获得高浓度和良好流动性的胶原溶液, 而且再生胶原的三股螺旋结构保留度更高。FTIR、UV、XRD、CD、TG分析结果表明, 胶原在咪唑离子液体中溶解前后其化学结构未发生明显变化, 而三股螺旋的保留度和热稳定性略有降低。     

咪唑类离子液体催化合成碳酸丙烯酯

在釜式反应器内考察以3种咪唑类离子液体为催化剂合成碳酸丙烯酯(PC)的催化活性及影响因素进行研究。实验结果表明,[BMIM]Br、[BMIM]BF4对上述反应具有较高的催化活性,助剂ZnBr2的加入能显著提高PO转化率。得出最适宜的反应条件为:主催化剂用量0.25%(物质的量比例,下同),n(ZnBr2)/n([BMIM]Br)=1/5,反应温度110℃,反应压力1.5 MPa条件下反应1 h,PC的收率98.29%,选择性为100%;催化剂经4次重复使用反应的转化率均在92%以上,PC的选择性均为100%。     

[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.     

H2S–CO2 Separation Using Room Temperature Ionic Liquid [BMIM][Br]

Solubility and selective absorption of hydrogen sulfide (H₂S) over carbon dioxide (CO₂) in a room temperature ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium bromide ([BMIM][Br]) has been evaluated under ambient temperature and pressure. [BMIM][Br] demonstrated its potential as a solvent for selective removal of H₂S from CO₂/H₂S mixture. Our investigation indicated that H₂S solubility in [BMIM][Br] is comparable to or better than that in commercially available MDEA-based solvents. Meanwhile, CO₂ solubility in [BMIM][Br] is lower than that in the same amine resulting in H₂S/CO₂ absorption selectivity of within 3.5 to 3.75. The solubility behavior is relatively maintained after 4 times absorption-desorption cycles. A computational molecular study suggested that intramolecular hydrogen bonding interaction between anion Br and hydrogen atom of H₂S could stabilize the complex and resulted lower complexation energy than CO₂ interaction with [BMIM][Br]. Based on the experiment results, a separation process employing [BMIM][Br] is proposed to control the CO₂/H₂S ratio existing in a natural gas feed.     

Simple, efficient and recyclable palladium catalytic system for Heck reaction in functionalized ionic liquid network

In functionalized ionic liquid network of [BMIM][TPPMS] and [BMIM][OAc], PdCl₂(CH₃CN)₂ efficiently catalyzed the Heck reaction of bromobenzene to ethyl cinnamate with yield of 60% and without the activity loss even after 11 recycling uses. The beneficial influences of this ionic liquid network on activity and stability were explained in terms of synergic ligand effects of [BMIM][TPPMS] and [BMIM][OAc], no accumulation of sodium or ammonium bromides by using [BMIM][OAc] as base, and the positive effect of [BMIM]Br by avoiding the formation of palladium black. The generality of this ionic liquid system to the different substrates also gave the pleasing results.