萃取精馏分离叔丁醇-水共沸物系萃取剂的选择

叔丁醇+水混合物是化工和医药领域中广泛存在的共沸物系.为了实现二者的有效分离,选用3种咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([EMIM]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)、1-己基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)和3种醇胺类离子液体三乙醇胺甲酸盐([TEA][Fc])、三乙醇胺乙酸盐([TEA][Ac])、三乙醇胺乳酸盐([TEA][Lc]),在101.3 kPa下测定这6种离子液体对叔丁醇-水共沸物系的溶剂选择性,并考察溶剂比对共沸物系选择性的影响,同时将3种咪唑类离子液体与3种醇胺类离子液体进行比较.实验结果表明:合成的6种离子液体都可提高叔丁醇对水的相对挥发度,咪唑类离子液体的选择性大小顺序为[EMIM]Br[BMIM]Br[HMIM]Br,醇胺类离子液体的选择性大小顺序为[TEA][Lc][TEA][Fc][TEA][Ac],同时,它们的选择性随溶剂比的增加而增大.与醇胺类离子液体相比,咪唑类离子液体作为萃取剂更具有优势,因此,可以选用[EMIM]Br作为分离叔丁醇-水共沸物系的萃取剂.     

萃取精馏分离乙酸乙酯-异丙醇共沸物系的工艺模拟

采用Aspen Plus,以咪唑类离子液体[BMIM][DBP](1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯)作为萃取剂对乙酸乙酯-异丙醇共沸物系的萃取精馏过程进行模拟和优化.通过灵敏度模型分析工具得到萃取精馏塔的最佳操作条件：[BMIM][DBP]进料量为18 kmol/h,全塔理论塔板数为26,摩尔回流比为0.8,[BMIM][DBP]进料位置为第3块塔板,乙酸乙酯和异丙醇的混合原料进料位置为第9块塔板.基于以上的最佳操作条件,从塔顶得到摩尔分数可达0.999的乙酸乙酯,满足分离要求.结果表明[BMIM][DBP]作为萃取剂在分离乙酸乙酯-异丙醇中具有良好的工业应用前景.     

咪唑类离子液体抑制煤自燃特性的研究

为了考察咪唑类离子液体对煤自燃特性的影响,开展热重-差热同步热分析试验测试.结果表明:离子液体对煤自燃的失重过程有明显的减弱作用,且不同离子液体的作用效果不同.效果最好的为[BMIM][BF4],抑制百分比约7.9%.同种阴离子([BF4]-)下,[BMIM]+的抑制效果比[EMIM]+强;同种阳离子([BMIM]+)下,[BF4]-的抑制效果比[NO3]-和[I]-强.差热结果显示:[BMIM][BF4]处理煤样峰值温度提高28℃,放热量明显变低.通过采用热动力学分析方法,计算出煤样自燃过程中的表观活化能(Ea)和指前因子(A),得出煤样增重阶段的活化能均高于对应失重阶段的活化能,说明煤在失重阶段更容易氧化自燃,[BMIM][BF4]处理煤的平均表观活化能高于其他煤样,说明其抑制效果较好.     

咪唑类离子液体抑制煤自燃特性的研究

为了考察咪唑类离子液体对煤自燃特性的影响,开展热重-差热同步热分析试验测试.结果表明:离子液体对煤自燃的失重过程有明显的减弱作用,且不同离子液体的作用效果不同.效果最好的为[BMIM][BF4],抑制百分比约7.9%.同种阴离子([BF4]-)下,[BMIM]+的抑制效果比[EMIM]+强;同种阳离子([BMIM]+)下,[BF4]-的抑制效果比[NO3]-和[I]-强.差热结果显示:[BMIM][BF4]处理煤样峰值温度提高28℃,放热量明显变低.通过采用热动力学分析方法,计算出煤样自燃过程中的表观活化能(Ea)和指前因子(A),得出煤样增重阶段的活化能均高于对应失重阶段的活化能,说明煤在失重阶段更容易氧化自燃,[BMIM][BF4]处理煤的平均表观活化能高于其他煤样,说明其抑制效果较好.     

基于COSMO-RS方法筛选离子液体分离乙酸异丙酯-异丙醇共沸物系

采用基于COSMO-RS模型的COSMOthermX软件,以离子液体的选择性和黏度为指标,计算和分析18种阳离子与22种阴离子组成的396种离子液体对乙酸异丙酯-异丙醇共沸物系的分离效果.结果表明：以[Ac]^-为阴离子的离子液体对乙酸异丙酯-异丙醇混合物的分离效果较优;以咪唑为阳离子的离子液体兼具较高的选择性和较低的黏度两方面优势.综合而言,[HMIM][Ac]对乙酸异丙酯-异丙醇共沸物系具有优异的分离性能.通过组分与[HMIM][Ac]的混合焓以及约化密度梯度方法对[HMIM][Ac]的分离性能进行了机理解释.     

木纤维素浆粕在离子液体中的溶解性研究

用不同质量分数的氢氧化钠(Na OH)溶液对木纤维素浆粕进行活化,并将活化后的浆粕分别溶解于1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([EMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([BMIM]DEP)3种咪唑型离子液体中,通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射及偏光显微镜对其进行表征,结果表明:在考虑成本因素的情况下,选用18%的NaOH溶液对木纤维素浆粕的活化效果较好;在相同试验条件下,不同离子液体对活化后木纤维素浆粕的降解顺序是:[AMIM]Cl[BMIM]DEP[EMIM]Cl,溶解能力顺序是:[AMIM]Cl[EMIM]Cl[BMIM]DEP;在70~110℃温度范围内,随温度升高,溶解时间缩短.     

咪唑类离子液体抑制煤自燃特性的研究

为了考察咪唑类离子液体对煤自燃特性的影响,开展热重-差热同步热分析试验测试.结果表明:离子液体对煤自燃的失重过程有明显的减弱作用,且不同离子液体的作用效果不同.效果最好的为[BMIM][BF_4],抑制百分比约7.9%.同种阴离子([BF_4]~-)下,[BMIM]~+的抑制效果比[EMIM]~+强;同种阳离子([BMIM]~+)下,[BF_4]~-的抑制效果比[NO_3]~-和[I]~-强.差热结果显示:[BMIM][BF_4]处理煤样峰值温度提高28℃,放热量明显变低.通过采用热动力学分析方法,计算出煤样自燃过程中的表观活化能(E_a)和指前因子(A),得出煤样增重阶段的活化能均高于对应失重阶段的活化能,说明煤在失重阶段更容易氧化自燃,[BMIM][BF_4]处理煤的平均表观活化能高于其他煤样,说明其抑制效果较好.     

基于活度系数模型的含离子液体体系相平衡研究

在常压下(101.3 k Pa)下测定含不同离子液体的丙酮、甲醇的二元汽液平衡数据:丙酮+单乙醇胺醋酸盐([HMEA][OAC]);甲醇+[HMEA][OAC];丙酮+1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])和甲醇+[EMIM][OAC].通过NTRL模型和Wilson模型对测得的平衡数据进行关联.关联结果表明:NRTL模型与实验数据的符合程度高于Wilson模型,因此NRTL模型更加适合含离子液体体系的二元汽液相平衡计算.同时,通过活度系数模型回归出丙酮、甲醇、[EMIM][OAC]和[HMEA][OAC]两两之间的二元能量交互参数.     

盐酸介质中咪唑离子液体对碳钢缓蚀作用的机理研究

采用量子化学方法研究了三种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐([BMIM]NO3),1-丁基-3-甲基-咪唑四氟化硼酸盐([BMIM]BF4)和1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟化硼酸盐([BDMIM]BF4)的局部和全局活性.研究表明其缓释效率顺序为[BMIM]NO3[BMIM]BF4[BDMIM]BF4,这与电化学和失重方法测试的实验结果一致.建立了离子液体的量子化学参数与其缓蚀效率之间的定量构效关系,计算结果与实验符合很好.采用分子动力学模拟方法研究了1 mol/L的盐酸溶液中三种离子液体在碳钢表面的吸附行为和缓释机理,发现三种离子液体的阳离子中的咪唑环都平行地吸附在铁表面上,阴离子NO-3与铁表面的相互作用比BF-4与铁表面相互作用强.研究结果可为今后设计和筛选绿色离子液体缓蚀剂提供理论指导.     

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体结构性质的模拟计算

离子液体以其独特的性质广受关注,被称为"绿色设计者溶剂",人们对其潜在的应用价值做了大量的研究.实验采用HyperChem软件构建了1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF4])离子液体分子结构的3D模型,并用PM3法进行预优化,然后应用Gaussian 03w程序分别在RHF/6.31G(d)和BLYP/6-31G(d)计算水平上进行量子化学计算,并经振动频率和强度分析得到理论红外谱图.结果表明,[EMIM][BF4]离子液体的阴阳离子存在着氢键等弱相互作用.     

咪唑类疏水性离子液体用于萃取苯酚的研究

研究了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([hmim][PF6])和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([omim][PF6])在不同条件下萃取苯酚的性能.实验结果表明,萃取过程很快就达到平衡.分配系数随温度升高而降低.离子液体萃取苯酚的过程具有很强的pH摆动效应,萃取过程宜在中性或弱酸性条件下进行.运用萃取过程中的pH摆动效应对苯酚进行反萃取,可以实现离子液体的回收利用,回收后的离子液体萃取性能并未下降.苯酚溶液与三种离子液体的体积比分别为10:1,12:1,14:1时离子液体达到萃取饱和.不同的离子液体对苯酚萃取性能的顺序为[omim][PF6]＞[hmim][PF6]＞[bmim][PF6].     

含离子液体工质对的吸收式制冷循环特性分析

选择两种强亲水性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐[Emim]DEP和1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐[Mmim]DMP为吸收剂.对于H_2O-[Emim]DEP体系和H_2O-[Mmim]DMP体系作为新型工质对应用到吸收式制冷循环中的性能系数和循环倍率进行了计算,同传统吸收式循环工质对H_2O-LiBr体系进行比较,两个体系均具有较高的性能系数,H_2O-[Mmin]DMP体系更加具有成为高效吸收式工质对的潜力.最后分析了发生温度、蒸发温度和吸收温度等因素对循环性能的影响.     

含离子液体介质中生物拆分制备S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸

以含离子液体共溶剂体系为反应介质,采用脂肪酶Novozym 435生物拆分2,2-二甲基环丙烷甲酸乙酯(DMCPE)制备S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸(S-(+)-DMCPA).研究表明:Novozym435在含离子液体[BMIM]OTF体系中的催化活性和立体选择性最好.通过对离子液体体积分数、缓冲液pH值、底物浓度及反应时间等因素的考察,确定最佳反应条件:[BMIM]OTF体积分数6%,Novozym 435用量16g/L,DMCPE浓度100mmol/L,缓冲液pH 7.2,30℃,反应52h.在优化的条件下,产率达47.4%,ee值为97.4%.考察了脂肪酶Novozym 435的重复利用情况,结果发现:脂肪酶可重复使用4次.与水相拆分相比,采用含亲水性离子液体[BMIM]OTF共溶剂体系进行DMCPE的生物拆分,底物浓度可由65mmol/L提高到100mmol/L,反应时间缩短12h,有效地提高了反应效率.     

醇胺类离子液体分离异丙醇-水的等压气液相平衡

在101.3k Pa下,测定了含有二乙醇胺乳酸盐([DEA][Lc])和三乙醇胺乳酸盐([TEA][Lc])的异丙醇-水-离子液体三元物系的等压气液相平衡数据.测试结果显示:这两种离子液体的加入均能产生盐析效应;离子液体浓度越大,异丙醇对水的相对挥发度越大,离子液体[TEA][Lc]在摩尔分数为0.1时可完全打破共沸,离子液体[DEA][Lc]的摩尔分数为0.2时可完全打破共沸.用NRTL模型关联实验数据,关联值与实验值基本一致.     

Ag~+/离子液体支撑液膜蒸汽渗透分离苯/环己烷体系的研究

利用AgNO₃,AgBF₄和[bmim]BF₄,[bmim]PF₆离子液体制备Ag⁺/离子液体"填充型"支撑液膜,用于苯/环己烷的蒸汽渗透,研究了离子液体的种类、银盐阴离子种类、操作温度及原料液中苯含量等因素对苯/环己烷混合体系的蒸汽渗透膜分离性能的影响.结果显示:AgNO₃/[bmim][PF₆]支撑液膜对等体积配比的苯/环己烷混合体系分离效果较佳,35℃时渗透通量为14.81 g/（m²·h）,分离因子为36.59.     

离子液体改性白炭黑的制备、表征及其在橡胶中的应用

利用[BMIM]Br、[BMIM]BF_4、[BPy]Br、[BPy]BF_44种离子液体改性白炭黑,对改性前后的白炭黑进行了红外及DBP和氮气吸附-脱附比表面积分析,应用改性后的白炭黑与橡胶混炼制得胶样,并考察胶样导热系数的变化。结果表明,4种离子液体均负载在了白炭黑上,并使得橡胶的导热有了一定提高。其中,质量分数为20%的[BMIM]BF4改性白炭黑混炼橡胶的导热效果最好,热传导系数由改性前的0.178 3 W/(m~2·K)提高到0.295 5 W/(m2·K),导热性提高了65.7%;离子液体质量分数为20%的[BMIM]BF4改性白炭黑疏水性由2.00mL/g增加到3.00mL/g;改性白炭黑填充橡胶后橡胶的拉伸强度由13.5 MPa提高到14.3 MPa。     

酸功能化离子液体的制备及催化合成邻苯二甲酸二辛酯性能研究

制备了[HSO3-pmim][HSO4]、[HSO3-pmim][pTSA]、[HSO3-pPydin][HSO4]、[HSO3-pTEA][HSO4]4种酸功能化的离子液体,并以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的合成反应为模型,考察其催化和重复使用性能。结果表明,磺酸基功能化的离子液体都具有较好的催化活性和重复使用性能。其中[HSO3-pmim][HSO4]的催化活性和重复使用性能最佳。在较佳反应条件下,苯酐转化率大于98%,分出的离子液体未经任何处理重复使用8次后,苯酐转化率没有明显降低。     

几种离子液体对聚丙烯腈溶解性能的研究

为寻求纺制腈纶(PAN)用绿色溶剂,自行合成出4种离子液体,分别观察其对PAN的溶解过程.结果认为,离子液体 [BMIM]CI、[AMIM]Cl、[BMIM]Br都能溶解PAN,其溶解温度分别为90℃,110℃和100℃.其中[BMIM]Cl 的溶解能力最强,而[AMIM]OH 不能使PAN溶解.     

离子液体对热带假丝酵母细胞生物相容性的研究

采用琼脂扩散法、糖代谢活力保留法和细胞生长抑制试验评价了6种离子液体对热带假丝酵母104细胞的毒性大小,以期构建可用于热带假丝酵母细胞催化3,5-双三氟甲基苯乙酮不对称还原的含离子液体反应体系.研究表明:离子液体[EMIM](L)-Lac对热带假丝酵母细胞的毒性最小,在含该离子液体的体系中进行不对称还原时可获得最高产率.阴离子为(L)-Lac-的离子液体对细胞的毒性较BF4-的低;且阴离子为BF4-时,离子液体对细胞的毒性随阳离子咪唑环上烷基侧链取代基长度的增加而增加.与基于细胞生长抑制试验获得的离子液体EC50值的毒性评价相比较,采用琼脂扩散法和糖代谢活力保留法均可快速、简便地检测离子液体的生物相容性,后两种方法可为快速筛选合适的离子液体种类,以构建含离子液体反应体系提供一定的依据.     

乙醇-水-离子液体伪二元体系常压汽液平衡数据的测定与关联

采用新的双循环沸点仪,在101.3kPa下测定了三种不同的离子液体[CH2CH2OHMIM][BF4],[CH2COOHMIM][BF4]和[CH2COOCH3MIM][BF4]对乙醇一水共沸体系汽液平衡的影响,并用NRTL方程对实验数据进行了关联,计算值与实验值吻合良好,平均偏差分别为1.02％,0.77％和1．73％．研究表明：三种离子液体均能消除乙醇一水体系的共沸点,使乙醇对水的相对挥发度有了明显的提高,且NRTL方程适合本体系的关联与预测。