新型吸收式制冷体系工质对溶液研究进展

吸收式制冷系统是一种低碳/零碳制冷技术,利用低品位热源(如工业余/废热、太阳能热源等)作为其驱动能源,能有效提高能源系统综合利用效率。当前商业吸收式制冷剂体系主要基于水-溴化锂和氨-水体系,水-溴化锂溶液存在腐蚀性强、易结晶和制冷效果差等问题,氨体系有毒性较强、爆炸性以及氨-水制冷设备无法小型化等缺点。新型制冷剂-吸收剂工质对的研发是设计更环保高效的新型吸收式制冷系统的核心。总结了近年来备受关注的新型工质对体系,从吸收剂角度出发,探讨了离子液体、低共熔溶剂、大分子有机溶剂以及其它吸收剂与制冷剂组成的工质对溶液热力学性质的计算和实验研究方法。特别讨论了吸收剂-制冷剂相互作用类型和机制,及其对工质对溶液热力学性质和制冷性能的影响规律。总结研究发现对于新型工质对体系,普遍存在的问题是工质对溶液对制冷剂蒸汽的吸收性能欠佳。通过调控吸收剂化学结构和工质对组成,增强吸收剂-制冷剂相互作用是进一步优化工质对体系的关键途径。该综述为优化、设计工质对溶液体系提供了参考。     

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。     

氯化胆碱-草酸低共熔溶剂处理含铁尘泥制备纳米氧化铁及动力学研究

针对钢铁厂含铁尘泥低附加值的问题,以氯化胆碱-二水合草酸（CC-OA）低共熔溶剂（DES）为研究体系,以钢厂含铁粉尘（经水洗处理）为研究对象,提出了运用氯化胆碱-二水合草酸低共熔溶剂处理含铁粉尘固相前驱体热分解法制备纳米氧化铁,并对处理过程中前驱体热分解及纳米氧化铁晶粒生长进行动力学分析。研究表明:处理过程中得到的前驱体为FeC₂O₄·2H₂O,以其热分解第二阶段为热分析动力学的研究目标,根据Ozawa方程法、Kissinger-Akahira-Sunose方程法和Starink方程法3种等转化率法得到的平均反应活化能为220.54 kJ/mol。前驱体焙烧的最佳条件:焙烧温度为673 K、焙烧时间为1 h。根据唯象方程计算出纳米氧化铁的晶粒生长平均激活能为39.06 kJ/mol,并得到了焙烧温度、焙烧时间与粒径的关系,实现特定粒径纳米氧化铁的制备。最佳焙烧条件下得到的纳米氧化铁纯度达99.67%,扫描电镜下观察其颗粒呈现不规则的立方晶体结构,粒径主要分布在10~100 nm。     

低共熔溶剂的分子结构及物性估算的研究进展

低共熔溶剂具有熔点低、不挥发、不易燃、溶解性良好、易合成、廉价、低毒、腐蚀性低、生物降解性好等特点,常被作为"绿色"溶剂应用于金属加工和合成反应中。然而,目前对低共熔溶剂的结构和性质的研究只限于少部分具体的低共熔溶剂,没有形成系统全面的理论体系。简述了低共熔溶剂的合成与分类、分子结构和形成机理的研究进展,归纳了低共熔溶剂的物性估算方法,并指出了一些关于低共熔溶剂研究中存在的问题,提出了可能的解决方案。     

硫化铜在低共熔溶剂中的合成及光催化研究

在四丁基氯化铵:乙二醇(1:3)低共熔溶剂中,以硫粉和铜粉为原材料,直接反应一步成功合成具有分层结构的微米级球状硫化铜。用XRD表征手段分析了合成的硫化铜的纯度、用SEM、TEM表征手段观察了硫化铜的形貌与微观结构。通过在紫外光下降解染料亚甲基蓝,探究了硫化铜的光催化性能,考察了光催化反应的影响因素。实验表明,合成的硫化铜对亚甲基蓝染料的降解有极佳的催化活性。     

乙二醇-硫脲低共熔溶剂合成CdS光催化剂及其光催化性能研究

针对目前水污染严重的问题,采用CdS光催化剂降解有机污染物受到了越来越多的关注。采用乙二醇-硫脲低共熔溶剂作为反应溶液,在120℃下合成了CdS光催化剂,改善了传统水热法高温高压的反应条件。利用XRD等测试分析方法对CdS的结构、形貌以及光学特性进行了表征分析。结果表明,合成的CdS光催化剂为六方相CdS,形貌为颗粒状,粒径明显小于100 nm,聚集程度较高。光吸收波长主要在200～450 nm,在620 nm处表现出最强PL发光特征峰。光催化试验结果表明,在CdS光催化剂作用下光照75 min后亚甲基蓝溶液降解率在90%以上。     

EMIES/nC9H10O2基低共熔溶剂的制备及其氧化脱硫活性的研究

通过简单加热1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯（EMIES）离子液体和3-苯丙酸（C₉H₁₀O₂）的混合物，制备了一系列酸性低共熔溶剂EMIES/nC₉H₁₀O₂（n=0.25,0.5,1,2,4）。通过FTIR，¹H NMR和TGA的表征，确定EMIES/nC₉H₁₀O₂的结构。以该低共熔溶剂为催化剂和萃取剂，H₂O₂为氧化剂，组成氧化-萃取脱硫体系，用于脱除模拟油中的硫化物。考察了原料配比、反应温度、氧硫比（O/S）、低共熔溶剂加入量和不同硫化物对脱硫性能的影响。结果表明，在EMIES和C₉H₁₀O₂摩尔比为1∶1，反应温度为50℃，O/S比为8，低共熔溶剂加入量为1.5 g和模拟油5 ml的反应条件下，二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩和苯并噻吩的脱除率分别为94.8%、91.6%和46.4%。低共熔溶剂可循环使用6次，活性无明显下降。此外，对该氧化-萃取脱硫体系的脱硫机理进行了探讨。     

低共熔溶剂特性及在分离过程中的应用

与传统有机溶剂和离子液体相比,低共熔溶剂具有低熔点、低成本、低毒性、易制备、能再生、可生物降解等优点,为其在分离提纯过程中的应用提供了较大的空间。主要综述了低共熔溶剂的熔点特性,以及在分离酸性气体、醇类、酚类、芳烃等领域的应用。     

低共熔溶剂中2-氨基-7-羟基-3-氰基-4-芳基-4H-色烯的绿色合成

通过氯化胆碱和乳酸的混合制备了低共熔溶剂,并将其作为反应介质和催化剂应用于目标化合物的合成.结果表明,在氯化胆碱-乳酸用量2.0 g、反应温度90℃时,不同取代基的芳香醛均可与丙二腈、间苯二酚顺利完成缩合反应,目标产物的产率达85％～93％.低共熔溶剂氯化胆碱-乳酸具有原料价格低廉、制备方法简单、生物相容性良好、分离与...     

新型银基低共熔溶剂制备及其在1-己烯/正己烷分离中的应用

相同碳数的正构烯烃与正构烷烃因其结构相似,使其相对挥发度较小、分离难度较大。低共熔溶剂（DES）作为一种可设计的绿色分离介质被广泛应用于该类混合物的分离中,此外过渡金属与烯烃双键之间的化学络合作用是促进正构烯烃/烷烃分离的一个重要方法。鉴于此,开发了新型银基低共熔溶剂（Ag-DES）,并将其应用于1-己烯/正己烷的分离,系统探究了原料中烯烃浓度、银离子与烯烃摩尔比、分离温度等对1-己烯分离性能的影响,结果显示Ag-DES具有良好的1-己烯/正己烷分离选择性,选择性在3.5~18之间,并具有出色的循环稳定性。进一步通过FT-Raman表征和量化计算揭示了Ag-DES与烯烃之间的化学络合作用和较强氢键作用是实现其与烷烃分离的本质原因,表明应用Ag-DES的反应萃取分离强化方法可实现从F-T合成油中绿色高效分离C₆α-烯烃。     

有机酸及多元醇类低共熔溶剂预处理木质纤维素研究进展

综述了一种新型绿色低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DES)预处理木质纤维素的研究进展。DES具有价格低廉、毒性小、易生物降解和易合成等优势,用于木质纤维素预处理可以在保留纤维素的同时,选择性去除木质素和半纤维素,极大提高后续纤维素酶解过程中的糖化率。重点介绍了有机酸和多元醇类DES预处理木质纤维素、不同DES预处理效果比较以及这两大类DES组合其他预处理等方面取得的研究进展,并对DES预处理机理及构效关系、DES循环使用、DES木质素的分离及高值化利用做了展望。     

低共熔溶剂及其应用的研究进展

简述了低共熔溶剂的分类、性质,综述了低共熔溶剂在化学反应、电化学和分离领域的应用,并对低共熔溶剂的发展趋势进行了展望。     

反相气相色谱法研究聚合物的热力学行为：（Ⅱ）聚乙二醇—溶剂热 …

采用反相色谱法（ＩＧＣ）测定了聚乙二醇（ＰＥＧ）的溶解度参数以及溶剂与ＰＥＧ相互作用的溶解焓,混合焓和蒸发焓。结果：烷烃类溶剂溶解ＰＥＧ为吸热反应,是ＰＥＧ的非溶剂;甲苯,乙酸乙酯溶解ＰＥＧ为放热反应,是ＰＥＧ的良溶剂。所得结果与前文结论相一致。     

低共熔溶剂提取鲁西北无花果叶中黄酮组分的工艺研究

利用氯化胆碱和丙三醇(物质的量比1:2)形成的低共熔溶剂做溶剂,提取无花果叶中的黄酮组分.用Al(NO3)3-NaNO2-NaOH显色法确定黄酮的含量.单因素试验研究发现,用该低共熔溶剂提取无花果叶黄酮的最佳条件为:在9 mL DES-30％H2 O中,加入0.75 g无花果叶干粉末,在60℃提取1.5 h,用吸光光度...     

二乙烯三胺/氯化胆碱低共熔溶剂催化CO2环加成反应

以二乙烯三胺(DETA)为氢键供体,氯化胆碱(CHCl)为氢键受体,采用一锅法合成DETA/CHCl低共熔溶剂(DES)催化剂并应用于催化CO_2与氧化苯乙烯(SO)的环加成反应。通过优化反应参数得到最佳反应条件为n(DETA)∶n(CHCl)=2∶1,x(催化剂)=2%,t=120℃,p(CO_2)=1.5 MPa,t=3 h,产物收率最高为87%。同时催化剂对不同环氧化物具有良好的普适性。     

低共熔溶剂分离异丙醇-水体系的研究

分别以乙二醇和氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1∶2)低共熔溶剂为萃取剂,设计萃取精馏和隔壁塔萃取精馏流程,模拟分离异丙醇和水形成的共沸体系。使用Aspen Plus中Sensitivity对2种流程进行参数优化。结果表明:与乙二醇萃取精馏相比,低共熔溶剂用量减少32%,能耗降低8%,年度总费用(TAC)降低8.5%;采用隔壁塔萃取精馏,乙二醇为萃取剂时能耗降低12%,TAC降低9%;低共熔溶剂为萃取剂能耗降低12%,TAC降低15.2%。采用低共熔溶剂的萃取隔壁塔流程节能优势明显。     

氯化铬和氯化镍浓度及其存在形式对ChCl-EG低共熔溶剂电导率的影响

研究了氯化铬(CrCl₃·6H₂O)和氯化镍(NiCl₂·6H₂O)浓度和存在形式对氯化胆碱-乙二醇(ChCl-EG)低共熔溶剂的黏度和电导率的影响。电喷雾质谱(ESI-MS)分析结果表明,在溶解有CrCl₃?6H₂O和NiCl₂?6H₂O 的ChCl-EG(ChCl-EG-NiCl₂·6H₂O-CrCl₃·6H₂O)溶液中出现了配阴离子[Cr(H₂O)₂Cl₄]^–和[Ni(H₂O)₂Cl₄]^2-。由此可以推断,Cr³⁺(或Ni²⁺)的两个d轨道、4s 和4p轨道发生d²sp³杂化,形成6个等同的杂化轨道,接受6个配体(Cl^-和H₂O)形成阴离子配合物。该溶液的电导率随温度的升高而增大,随总金属离子浓度的增大而减小。此外,溶液黏度随温度和总金属离子浓度的变化趋势与电导率相反。这主要是由于镍和铬配离子的形成改变了溶液中的离子组成。     

尿素-氯化胆碱低共熔溶剂中邻苯二腈合成酞菁铜的研究

研究了尿素-氯化胆碱低共熔溶剂中催化合成酞菁铜的工艺。考察了反应温度、反应时间、原料配比和催化剂用量等因素对反应过程和酞菁铜收率的影响,提出了可能的反应机理。采用红外光谱（FT-IR）、紫外-可见光谱（UV-visible）、热重-差式扫描量热仪（TGA-DSC）和X射线衍射（XRD）表征了反应产物及中间体的分子结构。实验结果表明：尿素-氯化胆碱低共熔溶剂可起到溶剂、原料以及催化剂的三重作用,促进了酞菁环的形成,避免了使用传统工艺中所用的戊醇、三氯苯或高沸点烷基苯等有毒、有害有机溶剂,以及昂贵的1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7(DBU)有机碱催化剂,为酞菁铜的绿色合成和产物精制提供了有价值的信息。     

乙酸乙酯-1,2-丙二醇二元系的密度、折射率和黏度

常压下测定了乙酸乙酯和1,2-丙二醇二元系在298.15～323.15 K下的密度、折射率和黏度,建立了混合液密度、黏度随组成和温度变化关系的方程。计算了过量摩尔体积V^E,折射率偏差Δn_D,黏度偏差Δη和过量流动活化自由能ΔG^*E。结果表明,过量摩尔体积低温时在全浓度范围内为负值,但随温度升高,在富酯区变为正值;而折射率偏差高温时在富醇区为微小正值,其他情况都是负值;黏度偏差和过量流动活化自由能显示了相同的变化关系,均为负值,且都随温度降低而偏差增大。     

低熔点聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)丙二醇酯-聚乙二醇流变性能的研究

采用Rosand RH7型毛细管流变仪,对聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)丙二醇酯-聚乙二醇共聚物(PTTI-PEG)的流变性能进行了研究,并与常规PTT和PET的流变特性进行了比较。结果显示:共聚酯PTTI-PEG是典型的假塑性流体,随着温度升高,剪切黏度下降,非牛顿指数增大;随着剪切速率增大,黏流活化能降低。从PTTI-PEG、PET和PTT的流变性能比较发现,PTTI-PEG的流变曲线与PET和PTT的流变曲线在一定温度下较为吻合,这为PTTI-PEG与普通PET和PTT进一步复合纺丝提供了参考。