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(C_2H_4)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(C_2H_4)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C_2H_4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C_2H_4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C_2H_4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C_2H_4吸收剂的潜力。     

含离子液体体系液液相平衡的计算

含有离子液体体系的液液平衡数据是离子液体实际应用最重要的基础数据之一。文中在扩展的NRTL方程中进一步引入了分子体积修正项,计算结果表明,该修正能更好地提高模型预测含离子液体体系的精度。因此,文中利用该模型关联了文献报道的多种常见离子液体和醇类二元体系,所有体系计算值与实验值的质量分数最大绝对误差小于3.5%,平均绝对误差小于1.5%;同时,文中利用拟合得到的二元模型参数,成功预测了23℃和50℃时水-正丁醇-[bmim]PF6三元体系的液液平衡相图。     

MDEA-二元羧酸离子液体溶液吸收/解吸SO2性能

设计合成了三类N-甲基二乙醇胺（MDEA）-二元羧酸离子液体水溶液,研究了它们的物理性质和SO₂吸收容量。结果表明：MDEA/有机酸的摩尔比及阴离子种类是影响吸收容量的主要原因。碱酸摩尔比越高,离子液体吸收能力越强,解吸能力越差且解吸时间也越长。此外,不同阴离子的离子液体溶液吸收SO₂的容量有如下关系：MDEA-丁二酸>MDEA-戊二酸>MDEA-苹果酸。对于MDEA-戊二酸和MDEA-苹果酸离子液体溶液,最具工业化应用前景的碱酸摩尔比分别为1.2：1和1.4：1。     

咪唑类离子液体的合成及其对氯苯的吸收-解吸性能研究

以溴代正丁烷、Ⅳ甲基咪唑为原料,合成了咪唑类离子液体1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim] PF6)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4),通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了离子液体结构;以离子液体为吸收剂进行氯苯气体吸收实验,考察了吸收温度、吸收时间、进气氯苯浓度等对离子液体吸收氯苯气体性能的影响...     

咪唑类离子液体混合物用于二氧化硫高效吸收

开发易制备、价格便宜、面向SO₂气体高效分离的离子液体(ILs),是当前ILs从实验探索迈向工业应用的难点与重大挑战。合成了不同摩尔比(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3)的1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([Emim][Cl])和1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐([Emim][OAc])的离子液体混合物[Emim][Cl]x[OAc]1-x,在测定其密度、黏度、热稳定性等基本物性数据的基础上,研究了[Emim][Cl]x[OAc]1-x混合物在不同温度和SO₂分压下的SO₂吸收能力。结果表明,[Emim][Cl]x[OAc]1-x能够有效地捕获SO₂。[Emim][Cl]与[Emim][OAc]之间存在协同促进作用,有利于实现SO₂高效吸收。[Emim][Cl]0.33[OAc]0.66混合液在1.0和0.2 atm(1 atm=101325 Pa)下捕获SO₂量分别为(1.34±0.08)和(0.74±0.05) g/g,与现有结果相比,混合物在SO     

用于CO_2吸收的离子液体的合成、表征及吸收性能

以N-甲基咪唑和3-溴丙胺氢溴酸盐为起始原料,合成了一种含氨基的离子液体(ionic liquid,IL)——1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴盐(简写为[NH2p-mim]Br),总产率为90.1%,溴含量为0.980 mol Br/mol IL,胺含量为0.948 mol NH2/mol IL。探讨了合成工艺,并通过1HNMR、13CNMR、IR和MS对产物结构进行了表征。吸收实验结果表明,该离子液体能够有效地吸收CO2,在40℃和106 kPa下,质量分数为45%的离子液体水溶液吸收CO2至饱和时,溶液中CO2的摩尔分数可达0.444 mol CO2/mol IL,接近理论吸收量0.5 mol CO2/mol IL;在90℃的真空状态下,吸收的CO2能够完全解吸,重复吸收实验表明,该离子液体吸收CO2的能力无明显下降。     

功能化离子液体的合成及对CO2的吸收

以1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐和甘氨酸为原料,采用两步法合成了一种新型功能性离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐([APMim][Gly]),考察对CO_2的吸收性能。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)等进行表征,分析其结构及热稳定性。与N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液对比,研究了压力为1 MPa,不同质量分数的[APMim][Gly]在不同温度下对CO_2的吸收能力,并进行多次循环再生,探讨该离子液体[IL]的循环稳定性。结果表明:在30℃时,质量分数为20%的[APMim][Gly]溶液具有最佳的吸收能力,对CO_2的吸收量可达1.32 mol/mol,远高于MDEA溶液。该离子液体具有良好的再生能力,经过6次循环其吸收率仍高达92.4%。     

离子液体与芳香类高沸点有机物相平衡

采用超临界CO2萃取方法得到了高纯度的离子液体[bmim]PF6、[bmim]BF4 和[bupy]BF4。用反相键合相高效液相色谱法（HPLC）测定了三种离子液体中萘、菲、联苯、二苯并噻吩（DBT）和二苯基二硫醚在280～340K的溶解度,分别用两参数和三参数的NRTL方程关联了测得的溶解度数据。溶解度计算值与实验值的相对平均偏差在3.86～9.94％之间。显然,可以用NRTL方程描述这些固体物质与离子液体的固液相平衡。同样条件下,测定了乙苯—[bmim]PF6、十二烷基苯—[bmim]PF6 液液相平衡数据。前者的规律也可以用NRTL方程描述,两相溶解度计算值与实验值的平均偏差分别是10.20、3.37％。     

微波法合成醇胺类离子液体及其吸收SO_2研究

采用水浴微波法合成并表征了一系列由乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺提供阳离子,乳酸、乙酸、甲酸提供阴离子的醇胺类离子液体。通过正交实验对乙醇胺乳酸盐离子液体(HEL)的水浴微波合成条件进行了优化,当反应时间为30 min,反应温度为65℃,微波功率为300 W,乙醇胺和乳酸的摩尔比为1∶1.1时,能够得到较高的产率(92.74%)。发现HEL对SO2有较好的吸收选择性,且有较宽的温度适应范围,同时微波辅助能加快解吸速率,大大缩短解吸时间;此外,添加溶剂后的离子液体也显示出良好的吸收效果。这为离子液体的进一步工业化应用奠定了一定的基础。     

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。     

Solubility of light alkanes and alkenes in ionic liquids

The solubility of light hydrocarbons in a variety of ionic liquids was studied, and it was found that ionic liquids containing Cu(Ⅰ) had higher solubility for hydrocarbons and alkene/alkane solubility selectivity, and Et₃NHCl-2.1CuCl ionic liquid was preferred. The effects of temperature and pressure on the solubility of light hydrocarbons were investigated for the selected ionic liquid. It was found that low temperature and high pressure were favorable for the dissolution of light hydrocarbons, and the alkene/alkane solubility selectivity decreased with the increase of temperature and pressure. The alkene/alkane solubility selectivity was above 8.3 at the temperature of 30℃ and the pressure of 0.2 MPa. The initial dissolution rate of hydrocarbons in ionic liquid was large, but it decreased rapidly with prolonging time, and the dissolution rate of alkenes was higher than that of alkanes at the same conditions. The alkene/alkane separation selectivity increased with decreasing content of alkenes in the mixture of alkenes and alkanes. Light hydrocarbons dissolved in ionic liquids could be desorbed by means of increasing temperature, restoring the dissolution capability of ionic liquids to hydrocarbons. Alkanes were easier to be desorbed than alkenes, and small-molecule hydrocarbons were easier to be desorbed than large-molecule hydrocarbons. The desorption percentage exceeded 92% under optimal conditions. Ionic liquid had a good reusable performance in the absorption and separation of light alkanes and alkenes. The solubility only decreased by less than 5% when it was reused five times, and the alkane/alkane solubility selectivity was basically not affected by reusing times. Software Gaussian 09 was used to study the interaction between anions of ionic liquids and light alkanes and alkanes, and the solubility difference of light alkenes and alkanes in different ionic liquids was well explained.     

Synthesis of poly(ethylene terephthalate) in benzyl imidazolium ionic liquids

In order to improve the method of synthesis of poly(ethylene terephthalate) (PET), a series of ionic liquids (ILs) based on benzyl imidazolium ([YBMIM][X], Y = NO₂, CH₃, F; B = benzyl; X = Tf₂N) were used to investigate the formation of PET at low temperature and pressure. High molecular weight PET (M_w up to 2.6 × 10⁴ g mol^?1) was obtained by two‐step polycondensation in these ILs at lower temperature (230–240 °C) than with traditional melt polycondensation (270–290 °C). Moreover, the molecular weight of the resulting PET was found to depend on the activities of the catalysts used in the ILs. The catalysts (Sb₂(OCH₂CH₂O)₃, Sb(OAc)₃, Sb₂O₃) used in the preparation of PET have little effect on the thermostability of the ILs. The ILs can decrease the viscosity of the reaction system, and thus small molecules can be easily removed. Copyright © 2012 Society of Chemical Industry     

聚对苯二甲酸乙二醇酯在离子液体中水解回收对苯二甲酸

以中性离子液体氯化1丁-基-3甲-基咪唑为溶剂,酸功能化离子液体1-甲基-3-(3磺-酸基丙基)咪唑硫酸氢盐为催化剂,对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)水解回收对苯二甲酸反应进行了研究。考察了PET颗粒大小、催化剂和溶剂用量、反应温度和时间等因素对反应结果的影响。结果表明:PET颗粒大小和温度对反应结果的影响比较显著。在170℃,m(PET)∶m(H2O)∶m(溶剂)∶m(催化剂)=3∶4∶6∶0.6,4.5 h的较佳条件下,PET降解率大于99%,对苯二甲酸收率大于88%。另外,考察了离子液体的重复使用性能,重复使用8次后,PET降解率和对苯二甲酸收率没有明显降低。     

PEG基功能化离子液体的脱硫性能

合成一系列含有长醚链的PEG基咪唑对甲苯磺酸盐(PEG基功能化离子液体), 检测其脱硫与再生性能, 并测定其脱硫过程中物性(密度、黏度和表面张力)变化。结果表明, PEG基功能化离子液体具有良好的脱硫与再生性能, 而且该离子液体的脱硫性能随醚链增长而增强, 20℃时SO₂与离子液体摩尔比达到5.51以上, 吸收的SO₂在80℃条件下可彻底解吸。由¹H NMR图谱和Raman光谱分析结果表明, PEG基咪唑功能化离子液体对SO₂的吸收为物理吸收。脱硫后的PEG基功能化离子液体密度增大, 表面张力减小, 黏度较脱硫之前显著降低。     

离子液体在化工分离过程中的应用进展

综述了作为优良的绿色分离溶剂,有望替代传统的易挥发有机溶剂的离子液体在化工分离过程中的应用进展,包括生物制品、金属离子、芳香族化合物、燃油中的硫氮化合物的萃取分离,烟气脱硫、气体分离等吸收过程中的应用,简述了离子液体相平衡方面的基础研究进展.     

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。     

Design and screening of ionic liquids for C2H2/C2H4 separation by COSMO‐RS and experiments

Ionic liquids (ILs) have been proposed as promising solvents for separating C₂H₂ and C₂H₄, but screening an industrially attractive IL with high capacity from numerous available ILs remains challenging. In this work, a rapid screening method based on COSMO‐RS was developed. We also present an efficient strategy to improve the C₂H₂ capacity in ILs together with adequate C₂H₂/C₂H₄ selectivity with the aid of COSMO‐RS. The essence of this strategy is to increase molecular free volume of ILs and simultaneously enhance hydrogen‐bond basicity of anions by introducing flexible and highly asymmetric structures, which is validated by a new class of tetraalkylphosphonium ILs featuring long‐chain carboxylate anions. At 298.1 K and 1 bar, the solubility of C₂H₂ in ILs reaches 0.476 mol/mol IL, very high for a physical absorption, with a selectivity of up to 21.4. The separation performance of tetraalkylphosphonium ILs to the mixture of C₂H₂/C₂H₄ was also evaluated. © 2015 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 2016–2027, 2015     

“绿色”溶剂离子液的研究进展

近年来，离子液由于其独特的优点, 在生物催化及化学合成领域越来越受到青睐。由于缺乏蒸气压，离子液作为绿色溶剂有很大潜能。此外，离子液不像极性有机溶剂那样会使酶失活，因而简化了类似含有糖类这样极性底物的反应。在离子液中，生物催化反应表现出较高的选择性、较快的反应速率和较高的酶稳定性。但这些溶剂还存在着离子液的纯化、控制水活性和pH、高粘度以及产品分离等问题。     

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。