离子液体-分子溶剂复合萃取剂脱除水中酚类化合物

构建了疏水性离子液体-分子溶剂复合萃取剂,并研究了其对酚类化合物的萃取性能。结果表明,与纯离子液体萃取剂相比,三己基十四烷基溴化([P66614]Br)-乙酸乙酯复合萃取剂在显著降低萃取剂黏度的同时,获得了较高的酚类溶质分配系数。当萃取剂中[P66614]Br摩尔分数为20%时,苯酚的分配系数为345,是纯乙酸乙酯为萃取剂时的5.3倍,是[omim]BF4、[C12mim]NTf2等常规疏水离子液体的9~60倍;比纯[P66614]Br为萃取剂时的分配系数下降25.3%,黏度却比纯[P66614]Br降低99%以上。COSMO-RS研究表明[P66614]Br与苯酚之间较强的氢键作用是获得较高苯酚分配系数的关键因素。该复合萃取剂对间苯三酚、4-氯苯酚和2,5-二硝基苯酚等物质也有良好的萃取能力。上述结果为开发兼具良好热力学性能和动力学性能的脱酚萃取剂提供了新的思路。     

离子液体作为正己烷/1-己烯精馏萃取剂的实验研究

正己烷和1-己烯在石油化工行业中应用广泛。但是由于两者沸点较近,很难通过常规蒸馏实现分离。目前工业规模分离正己烷和1-己烯的技术包括膜法、萃取蒸馏法和有机溶剂液-液萃取法。其中一种具有良好应用前景的方法是以离子液体为萃取剂的萃取蒸馏法。对10种离子液体进行了筛选,评价萃取蒸馏正己烷和1-己烯混合物的效果。首先,测定了离子液体的萃取性能,以确定适用于正己烷/1-己烯萃取精馏的离子液体种类。优选出五种离子液体,即[4bmpy][TCM]、[4bmpy][Tf₂N]、[bmim]₂[Co(SCN)₄]、[P₆₆₆₁₄][TCM]和[P₆₆₆₁₄][DCA]。其次,在65,85,105℃下进行了二元系统{n-己烷或1-己烯+离子液体}的汽液平衡实验,以优选保证均匀三元系统{n-己烷+1-己烯+离子液体}的最小溶剂进料比。在三种温度下,溶剂-进料质量比为9时,测定了{n-己烷+1-己烯+离子液体}三元体系的汽液平衡。此外,也测定了溶剂进料比为7和5的含有[P₆₆₆₁₄     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。     

疏水性离子液体萃取氯酚类物质

为了研究离子液体对环境水体中氯酚类物质的萃取性能, 以治理氯酚类污染物。制备了1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Omim]PF₆) 和1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([Omim]BF₄)两种疏水性离子液体。以超声波辅助萃取的方法, 研究了离子液体对2-氯苯酚(2-CP)、4-氯苯酚(4-CP)、2, 4-二氯苯酚(2, 4-DCP)和2, 4, 6-三氯苯酚(2, 4, 6-TCP)等化合物的萃取性能。考察了温度、时间、相比(V_IL:V_CP)以及溶液 pH 等因素对萃取效果的影响, 并对离子液体的重复使用性能进行了探讨。结果表明, 温度与相比对萃取效果影响显著。两种离子液体对氯酚均显示出良好的萃取性能。在308 K, 当相比(V_IL:V_CP)为1:3, 溶液pH=3, 萃取10 min的条件下, [Omim]BF₄对2-CP、4-CP、2, 4-DCP和2, 4, 6-TCP的萃取率分别为97.60%、95.20%、99.40%和87.20%;而以[Omim]PF₆为溶剂, 对氯酚的萃取率依次为95.80%、92.20%、98.20%和85.40%。研究发现, 与磁力搅拌萃取方法不同, 超声波辅助萃取的方法, 随温度升高离子液体对氯酚类物质的萃取率增大。     

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] [BF₄]、[HMIM] [PF₆]、[BMIM] [BF₄]、[BMIM] [PF₆]、[EMIM] [BF₄]、[EMIM] [PF₆] 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] [PF₆]脱硫率较高。以[HMIM] [PF₆]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1200 μg·g^-1降至6.98 μg·g^-1,符合国Ⅴ标准。     

离子液体复合萃取剂高选择性分离植物甾醇

植物甾醇的分子结构都很相似,但是生物活性相差很大,分离难度也很大。研究使用COSMO-RS (真实溶剂似导体屏蔽模型)预测,探讨离子液体对植物甾醇的萃取分离机理。预测结果表明,植物甾醇在离子液体中的溶解度随氢键相互作用的增强而提高,氢键碱性较强的离子液体将增加萃取容量;萃取剂极性增大,易与豆甾醇形成萃取相分离。实验筛选以离子液体[bmim]Cl为代表,构建了液-液两相体系,结合高效液相色谱分析测定离子液体复合萃取剂对植物甾醇的分配系数和分离选择性。实验结果表明:用[bmim]Cl-乙腈/正己烷两相体系萃取,随离子液体浓度的增加,分配系数和萃取选择性系数的增加十分显著,当用20%[bmim]Cl-乙腈萃取时,豆甾醇的分配系数可达7.89,豆甾醇对β-谷甾醇的分离选择性可达65.8,是纯乙腈为萃取剂时的54倍以上。     

疏水性离子液体用于萃取酚类物质

测定了苯酚、苯基酚、苯二酚等几种不同取代基的酚类物质在疏水性离子液体[bmim]PF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)和[dmim]PF6(1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)与水两相中的分配系数. 实验结果表明,萃取过程很快可以达到平衡. 与传统有机溶剂相比,分配系数处在同一个数量级. 分配系数随温度升高而降低,离子液体对不同取代基的酚类萃取能力有很大差异,咪唑基团上取代烷基链的长度对不同酚类物质的分配系数有很大影响,因此可以通过调节离子液体结构使其适用于不同成分的含酚废水.     

[Cnmim]Br/FeCl3型离子液体萃取脱除二苯并噻吩

合成了6种咪唑型离子液体[C_3-8mim]Br/FeCl₃,采用红外光谱和拉曼光谱对其进行表征,并考察了离子液体对二苯并噻吩的萃取脱除效果。结果发现,[C₃mim]Br/FeCl₃的萃取脱硫效果最佳,升高温度和增大剂油比均有利于脱硫率的提高,剂油比1:1(体积比)时,萃取时间达到12 min就可使脱硫率高达92%。且萃取反应完成后,离子液体不做处理继续重复使用,重复使用5次,脱硫率可以达到60%。     

分子筛SBA-15负载离子液体[P66614][Triz]脱除氢烷气中CO2

以高效吸收CO₂的离子液体（IL）[P₆₆₆₁₄][Triz]作为吸收剂,通过浸渍法负载到两种不同孔径的介孔分子筛SBA-15上,用于脱除生物氢烷气中CO₂,并利用N₂吸附仪、扫描电子显微镜（SEM）和高倍透射电子显微镜（HRTEM）对负载材料进行了表征分析。混合吸收剂SBA-15（4.3 nm）-50%[Triz]的吸收容量和吸收速率比SBA-15（6.6 nm）-50%[Triz]的分别提高了12.4%和95.1%,这是由于SBA-15（4.3 nm）的孔道长度更短,避免了填充在孔道内的[P₆₆₆₁₄][Triz]在反应过程中接触不到CO₂,从而比SBA-15（6.6 nm）-50%[Triz]有更多IL反应活性点参与反应。还研究了不同氢烷气速率下SBA-15（4.3 nm）-50%[Triz]对CO₂的吸收并与2种吸附动力学模型相拟合,结果表明SBA-15（4.3 nm）-50%[Triz]对CO₂的吸收更符合准二级吸附动力学模型,表明吸附过程受化学吸附机理的控制,验证了[P₆₆₆₁₄][Triz]是通过化学反应脱除CO₂。     

离子液体液液萃取分离正辛烷/邻二甲苯

将直馏石脑油分离为脂肪烃和芳烃有助于实现石脑油资源的优化利用,溶剂萃取是芳烃/脂肪烃分离的重要途径,萃取剂的设计与优选对萃取过程至关重要。实验探究了多种离子液体对正辛烷/邻二甲苯混合物萃取分离的效果,以萃取选择性、分配系数和萃取性能指数作为评价指标优选出1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氯化铁([Bm₂im][FeCl₄])萃取剂。对于中低浓度芳烃体系(<33%),在30℃、溶剂质量比为4时,邻二甲苯萃取选择性在45以上,分配系数在0.38~0.40,萃取性能指数在18以上,单次萃取脱芳率可达60%以上。相比传统的环丁砜萃取剂,[Bm₂im][FeCl₄]萃取剂可以使体系具有更大的两相区,易于正辛烷/邻二甲苯的分离。利用量子化学软件探究[Bm₂im][FeCl₄]与正辛烷/邻二甲苯的弱相互作用,并计算其结合能,解释离子液体高选择性萃取邻二甲苯的原因。     

无水氨基酸类离子液体-聚乙二醇混合溶剂吸收CO2的动力学

以聚乙二醇400（PEG400）为溶剂,氨基酸类离子液体（AAILs）作为化学吸收剂的混合体系具有蒸汽压极低、热稳定性好、黏度和再生能耗低、CO₂吸收量和选择性高等优点,适用于燃烧前CO₂捕集过程的高温高压吸收条件。本文采用压降法,测定了以四正丁基膦（[P₄₄₄₄]⁺）为阳离子,甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）和脯氨酸（Pro）作为阴离子的3种氨基酸类离子液体的混合溶剂体系对CO₂的吸收速率,并建立了该无水体系的CO₂吸收动力学模型。对于反应速率而言,在333.15K时,[P₄₄₄₄][Gly]-PEG400 > [P₄₄₄₄][Pro]-PEG400 > [P₄₄₄₄][Ala]-PEG400,温度升高至373.15K时,[P₄₄₄₄][Pro]-PEG400 > [P4444][Gly]-PEG400 > [P₄₄₄₄][Ala]-PEG400;根据相关吸收动力学参数,推测出CO₂在AAILs-PEG400中的反应均为快反应。通过研究其吸收动力学,获得了关键的吸收动力学数据,为后续的工业开发设计提供基础数据和设计依据。     

Densities,conductivities, and viscosities of aqueous solutions of N-hexyl,methylpyrrolidinium bromide and N-butyl,methylpyrrolidinium bromide at different temperatures

The densities, conductivities, and viscosities were measured for ternary solutions of N-hexyl, methylpyrrolidinium bromide ([PP1,6]Br)-N-butyl,methylpyrrolidinium bromide ([PP1,4]Br)-H2O and its binary...     

磁性离子液体与表面活性剂的相互作用

采用电导法研究了2种季膦盐类磁性离子液体四丁基膦氯合氯化铁盐（[P₄₄₄₄]FeCl₄）和十四烷基三丁基膦氯合氯化铁盐（[P₄₄₄₁₄]FeCl₄）在水溶液与CTAB形成的胶团相互作用和在非水溶液环己烷中与AOT形成的微乳液中相互作用。研究发现：离子液体[P₄₄₄₄]FeCl₄在水溶液和非水溶液中均不和表面活性剂发生作用;[P₄₄₄₁₄]FeCl₄具有长碳链,但其在水溶液和非水溶液中表现出不同于表面活性剂的性质,在水溶液中不与CTAB发生作用,而在AOT/环己烷/水的微乳液体系中,[P₄₄₄₁₄]FeCl₄与AOT在油水界面发生作用,有利于微乳液的形成。     

酯基功能性离子液体性质及其在空气采样中的应用

合成了两种新型酯基功能性离子液体1-乙酸甲酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([CH₂COOCH₃MIM]NTf₂)和1-对甲基苯甲酸甲酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([CH₂C₆H₄COOCH₃MIM]NTf₂),研究了化合物的热稳定性,在各种溶剂中的溶解性以及在有机溶剂乙腈、DMSO、甲醇和乙酸乙酯中的电导率,同时比较了其与常用的富集材料Tenax的富集效果。结果表明：该类离子液体在300℃以下基本没有失重,热稳定性较好; 能与大多数有机溶剂互溶,溶解性随着溶剂极性的增加而增大;离子液体的电导率随着浓度和温度的升高而升高,且在不同有机溶剂中电导率相差较大,其顺序为κ(乙腈作溶剂)>κ(甲醇作溶剂)>κ(DMSO作溶剂)>κ(乙酸乙酯作溶剂);离子液体[CH₂COOCH₃MIM]NTf₂对酯类物质的富集效果优于Tenax。     

含醚阴离子功能化离子液体高效捕集SO2

发展高效、经济、绿色的SO₂吸收剂不但具有较强的学术价值，而且有良好的应用前景。设计并制备了一系列含醚的阴离子功能化离子液体，系统地研究了阴离子上引入醚基团对离子液体SO₂吸收容量的影响。结果表明，在阴离子的苯环上引入甲氧基，对离子液体的吸收容量有明显提升。当阳离子为摩尔质量更小的三丁基乙基磷[P₄₄₄₂]时，所得离子液体的吸收容量没有明显下降，20℃、10⁵ Pa SO₂下，[P₄₄₄₂][2-CH₃OPhCOO]有效吸收量为每摩尔离子液体吸收3.32 mol SO₂，有效质量吸收量是每克离子液体吸收0.56 g SO₂。六次吸收解吸循环，表明[P₄₄₄₂][2-CH₃OPhCOO]可以高效可逆地捕集SO₂。基于含醚阴离子功能化离子液体的加强效应进行气体捕集的方法，可进一步应用于分离、催化等领域。     

Application of hydrophobic ionic liquid [Bmmim][PF6] in solvent extraction for oily sludge

In this study, an ionic liquid (IL), 1-butyl-2,3-dimmmethylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmmim][PF₆]), was used in combination with a composite solvent of methyl acetate and n-heptane to enhance the oil extraction from oily sludge. The oil recovery increased by approximately 15% compared with that of solvent extraction without [Bmmim][PF₆] at the optimal ratios of IL to sludge and solvents to sludge, which were at 2:5 (M/M) and 4:1 (V/M), respectively. The saturate, aromatic, resin and asphaltene (SARA) analysis revealed that the recovery of resins and asphaltenes was increased by 14% and 38%, respectively, in the solvent extraction with the addition of [Bmmim][PF₆]. [Bmmim][PF₆] maintained a good performance after its reuse four times. The addition of [Bmmim][PF₆] changed the adhesion forces between oil and soil. The IL-assisted solvent extraction procedure followed the pseudo second-order kinetic model, while the unassisted solvent extraction procedure followed the pseudo first-order kinetic model. The results also demonstrated that [Bmmim][PF₆] decreased the solvent consumption by approximately 60% each time. Additionally, [Bmmim][PF₆] can be easily separated. The results suggested that enhancing the solvent extraction with this IL is a promising way to recover oil from oily sludge with a higher oil recovery rate and lower organic solvent consumption than those with the unassisted solvent extraction method.     

离子液体反应萃取精馏合成乙酸乙酯

采用离子液体1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO₃bmim][HSO₄])和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BMIM][Tf₂N])分别作为催化剂和萃取剂,对乙酸甲酯与乙醇合成乙酸乙酯和甲醇的反应萃取精馏(RED)过程进行了模拟计算。在反应动力学和汽液相平衡分析基础上建立了反应萃取精馏流程,研究了理论板数、回流比、持液量、进料位置、溶剂比(萃取剂进料与原料进料摩尔流量的比值)、催化剂进料流量等参数对反应萃取精馏过程的影响。在优化的操作条件下,甲醇纯度为0.9922,乙酸乙酯纯度为0.9905,乙酸甲酯转化率为0.9922。     

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。