含离子液体乙腈-正丙醇体系的等压汽液平衡

常压(101.3 kPa)下, 测定了如下体系的汽液平衡数据:乙腈-正丙醇-氯化1-苄基-3-甲基咪唑([BzMIM][Cl])、乙腈-正丙醇-溴化1-苄基-3-甲基咪唑([BzMIM][Br])、乙腈-正丙醇-溴化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM][Br]), 考察了3种离子液体对乙腈-正丙醇体系相平衡行为的影响。实验结果表明, 3种离子液体都能够提高乙腈对正丙醇的相对挥发度, 3种离子液体提高相对挥发度的顺序为 [BzMIM][Cl] > [BzMIM][Br] > [HMIM][Br]。用NRTL模型对测得的汽液平衡数据进行了关联, 关联结果与实验结果具有良好的一致性。     

含硫酸氢盐离子液体的水+乙酸体系汽液平衡数据测定

为探究离子液体(ILs)作为催化剂对酯化反应精馏体系汽液平衡产生的影响,采用Dvorak-Boublik平衡釜测定了5种压力下水(1)+乙酸(2)二元体系的汽液平衡数据,并测定了不同压力和不同离子液体摩尔分数下的水(1)+乙酸(2)+1-磺酸丁基-2-甲基吡啶硫酸氢盐([HSO3-BMPy][HSO4])(3)三元体系的汽液平衡数据。通过COSMOlogic软件对[HSO3-BMPy][HSO4]几何结构进行优化,模拟获取屏蔽电荷密度图(σ-Profile)。结果表明,加入[HSO3-BMPy][HSO4]提高了二元体系的平衡温度,且对水的影响更大,减压使其平衡温度降低。[HSO3-BMPy][HSO4]易与水结合,使水与乙酸更难分离。测得的汽液平衡数据可为含[HSO3-BMPy][HSO4]体系的酯化反应精馏模拟计算提供热力学基础数据。     

含离子液体水-醋酸物系等压汽液平衡

在100 kPa下,用改进的Ellis双循环汽液平衡釜测定了含离子液体三乙基铵醋酸盐([N2,2,2,H][AC])质量分数分别为5%,10%,20%时水-醋酸体系的等压汽液平衡数据,并研究了离子液体对水-醋酸体系汽液平衡的影响。实验结果表明:当水-醋酸体系中[N2,2,2,H][AC]的质量分数为5%时水-醋酸二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,但是偏离程度比较小;当[N2,2,2,H][AC]的质量分数增加为10%和20%时,偏离程度增大,[N2,2,2,H][AC]对水-醋酸体系表现出明显的盐效应,使水对醋酸的相对挥发度发生改变;随着离子液体[N2,2,2,H][AC]质量分数增大,水-醋酸体系的盐效应越明显,水对醋酸的相对挥发度也随着增加。[N2,2,2,H][AC]可以做为水-醋酸物系萃取精馏分离的有机盐,所测得的汽液平衡数据可为水-醋酸物系萃取精馏的工艺改进、模拟计算提供热力学基础数据。     

离子液体对乙腈-水体系汽液平衡的影响

测定了恒压下乙腈-水-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]~+[BF_4]~-)和乙腈-水-1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐([EMIM]~+[NO]_3]~+)的汽液平衡数据,采用NRTL模型对实验数据进行了关联,最大偏差为-0.0306.结果表明,离子液体可以破坏乙腈-水的共沸点,增大乙腈-水在乙腈浓度较高时的相对挥发度.乙腈-水体系的相对挥发度随着离子液体亲水性的增强而增大.     

离子液体对乙腈-水共沸物系汽液平衡的影响

选择离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（Bmin[Cl]）作为分离乙腈-水共沸物系的溶剂。在0.101MPa下测定了在离子液体Bmin[Cl]含量为10%、20%和30%时乙腈-水物系的汽液平衡数据。实验结果表明,离子液体Bmin[Cl] 可以提高乙腈对水的相对挥发度,离子液体Bmin[Cl]含量在20%以上时可以消除乙腈-水物系的共沸点。离子液体Bmin[Cl]可以用作分离乙腈-水物系的萃取剂。用改进的Furter方程对数据进行了关联,得到了离子液体Bmin[Cl]对乙腈-水物系的盐效应参数。     

含离子液体乙醇-水物系等压汽液平衡数据的测定

用Ellis双循环汽液平衡釜测定了101.32 kPa下乙醇 水 三乙基铵硫酸氢盐(N-2,2,2,H］HSO4)的等压汽液平衡数据。实验结果表明,当［N-2,2,2,H］HSO4的摩尔分数为5%时乙醇 水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,［N-2,2,2,H］HSO4摩尔分数为10%、20%时,偏离程度增大;［N-2,2,2,H］HSO4表现出盐效应,使乙醇对水的相对挥发度发生改变,消除了乙醇 水物系的共沸点;含量越大,盐效应越明显。随着［N-2,2,2,H］HSO4含量的增加,乙醇对水的相对挥发度也随着增加;与其他离子液体相比较,［N-2,2,2,H］HSO4具有低成本、高效率的优点,可以作为乙醇-水物系萃取精馏分离的有机盐。用NRTL模型对数据进行了关联,关联的结果和实验计算值相当,符合实验趋势。     

乙腈+水+离子液体等压汽液平衡测定与计算

采用改进的Ellis平衡蒸馏仪测定了乙腈+水+1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])、乙腈+水+{1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])+[EMIM][DEP]}常压(101.3 kPa)等压汽液平衡(VLE)数据。实验结果表明,备选离子液体可促进水+乙腈混合物的分离并消除其共沸点。借助NRTL模型成功关联了含离子液体的三元和四元VLE实验数据,获得了乙腈-[EMIM][DEP]、水-[EMIM][DEP]和[EMIM][OAC]-[EMIM][DEP]二元交互作用参数。应用COSMO-SAC预测了实验VLE,结果令人满意。量化计算表明可与水形成强相互作用的离子液体更易促进乙腈与水的分离。     

用NRTL方程计算含离子液体体系的汽液平衡

离子液体作为环境友好溶剂在反应和分离过程中具有良好的应用前景,含离子液体体系汽液平衡的计算及模型化研究具有重要的理论和实际意义.采用非电解质溶液NRTL方程表示溶液的非理想性,关联了［bmim］［PF₆］H₂O及［C₈mim］［PF₆］H₂O二元体系的等温汽液平衡,关联误差在2%之内;预测了这些体系在其他温度下的汽液平衡,预测的总平均误差均在5%之内.通过关联不同温度下有机物在离子液体C₈H₁₄S₂O₄F₆N₃和C₉H₁₆S₂O₄F₆N₃中的无限稀释活度因子的实验数据,得到了有关NRTL方程的二元作用参数,在此基础上预测了离子液体对二元共沸体系汽液平衡的影响.结果表明,含离子液体体系的汽液平衡可以采用传统的非电解质溶液模型如NRTL方程来描述,离子液体的“盐效应”可以显著改善组分的相对挥发度甚至消除共沸现象.     

四氢呋喃,环己烷和水体系等压汽液平衡

本文用循环法测定了四氢呋喃一环己烷二元体系和四氢呋喃一环已烷一水三元体系在101.32kPa压力下的汽液平衡数据。分别用积分法(面积法)和微分法(点检验法)对二元实验数据做热力学一致性检验,均符合热力学一致性。 用非线性最小二乘法拟合了NRTL方程的二元交互作用能量参数,推算的泡点温度和汽相组成与实验值符合很好。     

甲醛+1,3,5-三聚甲醛+硫酸+水体系汽液相平衡实验和理论研究

工业上利用甲醛水溶液在硫酸催化下的反应精馏工艺生产1,3,5-三聚甲醛,因此,1,3,5-三聚甲醛生产工艺的优化和新型催化剂的开发受到了广泛关注。这需建立反应体系的汽-液相平衡模型,研究1,3,5-三聚甲醛合成过程中催化剂可能发挥的多重作用。为此,测定了(甲醛+1,3,5-三聚甲醛+硫酸+水)体系的汽-液相平衡数据,采用扩展型UNIFAC模型对汽-液相平衡数据进行了关联,确定了模型参数,并对该体系进行了系统的计算,揭示了硫酸催化剂在该反应精馏工艺中的三重作用。上述成果对优化1,3,5-三聚甲醛生产工艺和开发1,3,5-三聚甲醛新型催化剂具有重要意义。     

基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响

以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])为基准,通过分别在阴阳离子上修饰胺基(-NH₂)、羟基(-OH)、腈基(-CN)、卤素(Br、F)等,虚拟设计了15 种阳离子和21 种阴离子组成的离子液体(IL)。采用基于COSMO-RS 模型的COSMOthermX 软件计算了所设计的离子液体对乙腈-水混合物恒压汽液相平衡的影响,探索了修饰基团的种类、离子液体结构对乙腈相对挥发度的影响规律。研究发现,在阳离子碳链上修饰-NH₂,阴离子(醋酸根和丙酸根)羰基的邻碳上进行单一的-OH 修饰能促进乙腈与水的分离,且阳离子修饰的-NH₂ 数越多,促进分离的效果越明显,其他嫁接方式未取得好的分离效果。虚拟设计的两种阳离子(1-胺乙基-3-甲基咪唑、2,2,2-三胺乙基-3-甲基咪唑)与3 种阴离子(羟基乙酸、2-羟基丙酸、2-羟基-3-胺基丙酸)组合的离子液体分离效果明显比[EMIM][OAC]好。     

离子液体支撑液膜的研究及应用进展

回顾了目前为止离子液体支撑液膜的制备方法、离子液体结构、支撑膜结构对离子液体支撑液膜稳定性的影响因素,介绍了其在有机物分离、气体分离、分离反应耦合方面的应用。由于传统的单元操作很难满足污染和对过程集成的要求,对离子液体支撑液膜在未来实现清洁生产的发展方向进行了展望。     

应用于离子液体体系汽液平衡测定的液相配制、气相分析方法

面向离子液体应用于萃取精馏,讨论了离子液体体系汽液平衡测定的液相配制、气相分析方法,提出了改进的气相回流器和沸腾器结构。基本思路来源于韩世钧先生研究团队发展的汽液平衡测定的拟静态法和置换法,以及能够主动提供气化中心的沸腾器结构。提出了液相组成计算方法和误差估计,适用于含多个挥发性组分和多个非挥发性组分体系的任意组分。上述方法能够实测获得挥发性组分的活度系数,并避免较为繁琐的含离子液体液相的分析。通过连续配制测定,能够获得活度系数随组成的变化规律,并应用于萃取精馏溶剂性能的评价及筛选。     

Measurement and correlation of supercritical CO2 and ionic liquid systems for design of advanced unit operations

Ionic liquids combined with supercritical fluid technology hold great promise as working solvents for developing compact processes. Ionic liquids, which are organic molten salts, typically have extremely low volatility and high functionality, but possess high viscosities, surface tensions and low diffusion coefficients, which can limit their applicability. CO₂, on the other hand, especially in its supercritical state, is a green solvent that can be used advantageously when combined with the ionic liquid to provide viscosity and surface tension reduction and to promote mass transfer. The solubility of CO₂ in the ionic liquid is key to estimating the important physical properties that include partition coefficients, viscosities, densities, interfacial tensions, thermal conductivities and heat capacities needed in contactor design. In this work, we examine a subset of available high pressure pure component ionic liquid PVT data and high pressure CO₂-ionic liquid solubility data and report new correlations for CO₂-ionic liquid systems with equations of state that have some industrial applications including: (1) general, (2) fuel desulfurization, (3) CO₂ capture, and (4) chiral separation. New measurements of solubility data for the CO₂ and 1-butyl-3-methylimidazolium octyl sulfate, [bmim][OcSO₄] system are reported and correlated. In the correlation of the CO₂ ionic liquid phase behavior, the Peng-Robinson and the Sanchez-Lacombe equations of state were considered and are compared. It is shown that excellent correlation of CO₂ solubility can be obtained with either equation and they share some common characteristics regarding interaction parameters. In the Sanchez-Lacombe equation, parameters that are derived from the supercritical region were found to be important for obtaining good correlation of the CO₂-ionic liquid solubility data.     

离子液体支撑液膜应用研究进展

离子液体作为一种新型绿色介质,受到研究学者的广泛关注。离子液体具有不易燃、无味、无污染、无蒸汽压、可循环使用等独特性质,被广泛应用于化学化工过程中。离子液体用于膜分离技术具有不易挥发、稳定性好的特点,近来对离子液体在支撑液膜方面的研究备受关注,离子液体支撑液膜在污染性气体的吸收分离方面具有高选择性、高渗透性等优势,在有机物的分离方面具有分离效果明显、耐用性强等优势,在化学反应方面具有催化效率高、可循环使用等优势,本文介绍了离子液体支撑液膜的常用制备方法和膜基材料的选择,探讨了离子液体支撑液膜的稳定性和分离选择性的影响因素,对离子液体支撑液膜在气体分离、有机物的分离、化学反应等方面的应用研究进行了综述。     

螯合型离子液体：合成、性质以及应用

配位型离子液体在过去一段时间内得到了广泛的关注。其中,螯合型离子液体因其存在多个配位点,因而可以通过螯合作用增强金属与配体的相互作用。根据金属在分子中所处的位置,可以将螯合型离子液体分为4种类型：阳离子螯合型离子液体、阴离子螯合型离子液体、阴阳离子螯合型离子液体和中性螯合型离子液体。对近年来报道的螯合型离子液体的合成、物理性质及其应用进行了综述,阐述了其存在的问题、面临的挑战和今后研究的方向。