CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系汽液相平衡及超额焓研究

针对CO_2-离子液体二元体系的相平衡问题,搭建了一套汽液相平衡数据测定系统,获得了CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系在273.15～328.15 K的汽液相平衡数据,利用PR (Peng-Robinson)状态方程、NRTL (non-random two liquid)活度系数模型结合WS (Wong-Sandler)混合规则对实验数据进行关联,并应用此模型计算得到CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系的超额焓。结果表明:关联得到的压力计算值与实验值相比,两者的平均相对偏差为3.87%,与其他模型对比所选模型偏差最小,能够成功地关联CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系汽液相平衡数据。进一步完善了CO_2-离子液体二元体系的关联模型。     

[NH_2-emim]Br/[Bmim]BF_4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([NH_2-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[NH_2-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 m S·cm~(-1),CO_2的溶解饱和度82%(摩尔分数),将不同含量的[NH_2-emim]Br与[Emim]BF_4、[Bmim]BF_4、[Bmim]PF6组成二元复合离子液体,并用于CO_2电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO_2在[NH_2-emim]Br(0.5%)-[Bmim]BF_4复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF_4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CO_2电化学还原离子液体体系。     

室温离子液体辅助制备纳米TiO_2研究进展

评述了离子液体[Bmim][BF4]、[Bmim][PF6]、[C2OHmim]Cl、[C2OHmim][BF4]、[Emim][Tf2N]、[Emim][AcO]、[Acmim]Br等在制备纳米TiO2中的应用。在采用溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法和电化学法制备纳米TiO2时,离子液体可作为溶剂和稳定剂。与其它溶剂相比,在离子液体中制备的纳米TiO2具有更细的粒度以及更好的分散性。指出了离子液体用于制备纳米TiO2存在的问题和今后研究的方向。     

CO_2-[emim][Tf_2N]的汽液相平衡实验研究

针对氨系、水系等传统吸收式制冷工质对存在腐蚀性强、制冷量小的缺点,自行设计搭建用于测量CO_2-[emim][Tf_2N]汽液相平衡的实验台,在温度范围263. 15～358. 15 K、压力范围0. 17～2. 45 MPa条件下,测定了CO_2在离子液体[emim][Tf_2N]中的相平衡数据。结果表明,CO_2在离子液体[emim][Tf_2N]中的溶解度可达到0. 535,为CO_2-[emim][Tf_2N]在吸收式制冷系统中的应用奠定了基础数据。     

CO_2-[emim][Tf_2N]的汽液相平衡实验研究

针对氨系、水系等传统吸收式制冷工质对存在腐蚀性强、制冷量小的缺点,自行设计搭建用于测量CO_2-[emim][Tf_2N]汽液相平衡的实验台,在温度范围263. 15～358. 15 K、压力范围0. 17～2. 45 MPa条件下,测定了CO_2在离子液体[emim][Tf_2N]中的相平衡数据。结果表明,CO_2在离子液体[emim][Tf_2N]中的溶解度可达到0. 535,为CO_2-[emim][Tf_2N]在吸收式制冷系统中的应用奠定了基础数据。     

[Bmim][BF_4]/MEA混合水溶液吸收CO_2的吸收性能与液液分相机理

对液液两相CO_2吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF_4])/乙醇胺(MEA)混合水溶液吸收性能进行了实验测定,研究了离子液体[Bmim][BF_4]的引入对吸收性能和液液分相的影响,并通过定量碳谱核磁共振法对分相机理和各相中的物质分布进行分析。研究结果表明,一定配比的[Bmim][BF_4]/MEA混合水溶液吸收CO_2之后会出现互不相溶的液液两相,这种现象伴随着CO_2产物的富集;导致液液分相的原因是氨基甲酸盐浓度的增大;随着[Bmim][BF_4]质量分数的增大,溶液吸收速率呈现出先增大后减小的趋势;分层后H_2O主要分布在富液相,[Bmim][BF_4]主要分布在贫液相,H_2O的质量分数直接影响分层后富液相的传质性能。     

以功能化离子液体为溶剂的多酸脱硫性能

合成了5种功能化离子液体([CPL][TBAB],[CPL]BF_4,[Bmim]HCO_3,[Bmim]OAc和[Bmim]Im)以及含有相同阳离子的多酸离子液体[CPL]_3PMo_(12)O_(4)和[Bmim]_3PMo_(12)O_(40),构建了以功能化离子液体为溶剂的多酸液相氧化脱硫体系,优选出最佳脱硫剂,并考察了不同吸收温度、气体流量下最优脱硫剂的脱硫性能。结果表明[Bmim]_3PMo_(12)O_(40)-[Bmim]HCO_3脱硫效率最高,优化的吸收条件为温度高于40℃、气体流量为100ml·min~(-1);[Bmim]_3PMo_(12)O_(40)-[Bmim]HCO_3可以简单地用空气再生。     

EOS+γ法预测CO_2-[emim] [Tf_2N]超额吉布斯自由能及超额焓

为改善CO_2-离子液体(ILs)制冷吸收体系热力学性质参数报道数据较少的缺陷,选择使用Soave(SRK)方程,Wong-Sandler(WS)混合法则和通用化学活度系数(UNIQUAC)模型对新型制冷吸收工质对CO_2结合1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(CO_2-[emim][Tf_2N])体系的相平衡数据进行关联,可得CO_2-[emim][Tf_2N]制冷吸收剂体系的超额吉布斯自由能(G~E)、超额焓(H~E)等热力学性质。结果表明:CO_2-[emim][Tf_2N]制冷吸收剂体系的G~E和H~E均受温度、压力和CO_2液相摩尔分数的影响,G~E的变化范围为-878.774—-260.195 J/mol,H~E的变化范围为-296.532—-26.494 5 J/mol,由G~E,H~E均为负值可知混合过程放热,符合热力学变化规律,由此可知CO_2-[emim][Tf_2N]制冷吸收剂体系具有成为吸收制冷循环新工质的基本特征,为CO_2-[emim][Tf_2N]用于吸收式制冷体系提供了依据。     

γ-Al_2O_3负载型多胺基离子液体对CO_2的吸附特性

以γ-Al_2O_3载体,采用浸渍-蒸发法制备负载型多胺基离子液体(X[BF_4]/γ-Al_2O_3,X=[EDTAH]、[DETAH]、[TETAH]、[TEPAH]),以CO_2摩尔吸附量和平均CO_2吸附速率为评价指标,优选出对CO_2吸附效果最优的[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3负载型离子液体,其对CO_2的吸附容量和平均吸附速率分别达到0.886 mmol CO_2/(g·SILs)和5.907×10~(-2)mmol CO_2/[(g·SILs)·min],进一步考察在不同温度、气体流量和负载比条件下该负载型离子液体对CO_2的吸附特性。结果表明,多胺基离子液体和载体共同影响着负载型离子液体对CO_2的吸附性能;[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3吸附CO_2的最佳条件为负载比0.5:1~1:1、气体流量100 mL/min、温度60℃。     

水对离子液体微观结构和传输性能的影响

离子液体以独特的结构性质和优异的物化性能而显示出日益广阔的应用前景,但实际应用中,不可避免的混入一些水,水的存在会对离子液体结构和性质产生显著影响.本工作采用分子动力学模拟方法系统研究了不同含量的水对三种离子液体([Bmim][B(CN)4],[Bmim][PF6]和[Bmim][Tf2N])微观结构、传输性能和相互作...     

含氰基离子液体的物理性能及其对SO_2的吸收性能

对两种阴离子含氰基的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])的密度、粘度及热稳定性等物理性质进行了研究,探讨了离子液体的分子体积V_m、标准熵S~0、晶格能U_(POT)等热力学性能。同时对两种离子液体的脱硫性能进行了研究。结果表明,两种离子液体的热稳定性较高,能够适用于烟气脱硫应用。两种离子液体均表现出良好的脱硫性能,20℃条件下,1 mol[Bmim][SCN]可吸收3.04 mol SO_2,且[Emim][SCN]、[Bmim][SCN]循环脱硫5次脱硫性不变。通过核磁共振H谱和红外光谱对两种离子液体的脱硫机理进行研究,发现离子液体和SO_2的结合主要为物理作用。     

含氰基离子液体的物理性能及其对SO_2的吸收性能

对两种阴离子含氰基的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])的密度、粘度及热稳定性等物理性质进行了研究,探讨了离子液体的分子体积V_m、标准熵S⁰、晶格能U_(POT)等热力学性能。同时对两种离子液体的脱硫性能进行了研究。结果表明,两种离子液体的热稳定性较高,能够适用于烟气脱硫应用。两种离子液体均表现出良好的脱硫性能,20℃条件下,1 mol[Bmim][SCN]可吸收3.04 mol SO_2,且[Emim][SCN]、[Bmim][SCN]循环脱硫5次脱硫性不变。通过核磁共振H谱和红外光谱对两种离子液体的脱硫机理进行研究,发现离子液体和SO_2的结合主要为物理作用。     

咪唑类离子液体对苯系挥发性有机物脱除性能的研究

为研究咪唑类离子液体吸收甲苯的性能,考察了甲苯体积分数、吸收温度、N₂进气速度和离子液体流量等对吸收甲苯性能的影响,并评价了离子液体的再生性能。结果表明,[Emim][Tf₂N]、[Bmim][Tf₂N]和[Omim][Tf₂N]这3种离子液体对甲苯的吸收率均在90%以上,且阳离子碳链越长,对甲苯的吸收率越高,3种离子液体对甲苯的吸收率大小为:[Omim][Tf₂N]>[Bmim][Tf₂N]>[Emim][Tf₂N]。甲苯体积分数为3 113μL/L、N₂进气速度为50 mL/min、离子液体流量为15 mL/min和吸收温度为20℃的条件下,离子液体对甲苯的吸收率最高。离子液体在140℃、5 066 Pa下干燥再生5次后性能基本稳定。     

以功能化离子液体为溶剂的多酸脱硫性能

合成了5种功能化离子液体（[CPL][TBAB],[CPL]BF₄,[Bmim]HCO₃,[Bmim]OAc和[Bmim]Im）以及含有相同阳离子的多酸离子液体[CPL]₃PMo₁₂O₄₀和[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀,构建了以功能化离子液体为溶剂的多酸液相氧化脱硫体系,优选出最佳脱硫剂,并考察了不同吸收温度、气体流量下最优脱硫剂的脱硫性能。结果表明[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃脱硫效率最高,优化的吸收条件为温度高于40℃、气体流量为100 ml·min^-1;[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃可以简单地用空气再生。     

离子液体[Bmim][NTf_2]对CO_2在碳酸二乙酯中溶解性能的强化

采用恒定容积法在温度范围308.15~328.15 K、压力范围0~3 MPa条件下测定了CO_2在碳酸二乙酯(DEC)、离子液体[Bmim][NTf_2]以及二者不同质量分数配比混合溶剂中的溶解度,并用COSMO-RS模型研究了离子液体的加入对DEC蒸气分压的影响。实验表明,在相同实验条件下CO_2在[Bmim][NTf_2]中的溶解度大于在DEC中的溶解度。[Bmim][NTf_2]的加入可强化CO_2在DEC中的溶解性能,在相同温度下CO_2在混合溶剂中的溶解度随[Bmim][NTf_2]质量分数增加而增大,在相同浓度的混合溶剂中CO_2的溶解度随温度升高而降低。COSMO-RS模型计算表明,DEC的蒸气分压下降的分数随混合溶剂中离子液体质量分数增加而增大,而对于相同质量分数配比的混合溶剂温度对DEC的蒸气分压影响较小。     

离子液膜分离CO_2、H_2混合气体研究

选用离子液体[BMIM]Cl与NaBF_4在甲醇中反应制得[BMIM]BF_4,离子液体[BMIM]Cl经OH型阴离子交换树脂交换后再与甲酸进行中和制得[BMIM]HCOO。分别选用3种聚合物薄膜PVDF、PAN和PS,使其与4种离子液体[BMIM]BF_4、[BMIM]HCOO、[BMIM]PF_6和[BMIM]CH_3COO共制成12种支撑液膜。在30℃、40℃和50℃时分别进行12种液膜的CO_2、H_2单一气体渗透性测试。结果显示,[BMIM]BF_4型聚砜膜在30℃时对CO_2与H_2分离性能较好,分离系数达14以上;[BMIM]PF_6型聚丙烯睛膜在30℃时分离系数达12以上;[BMIM]PF_6型聚偏氟乙烯膜在30℃时分离系数达到5以上。因此这3种离子液膜在30℃时可对CO_2、H_2混合气体进行一定程度的分离。     

Effects of imidazolium-based ionic liquids on the isobaric vapor–liquid equilibria of methanol + dimethyl carbonate azeotropic systems

The separation of methanol(MeOH) and dimethyl carbonate(DMC) is important but difficult due to the formation of an azeotropic mixture. In this work, isobaric vapor–liquid equilibrium(VLE) data for the ternary systems containing different imidazolium–based ionic liquids(ILs), i.e. MeOH + DMC + 1-butyl-3-methy-limidazolium bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide([Bmim][Tf_2N]), MeOH + DMC + 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide([Emim][Tf_2N]), and MeOH + DMC + 1-ethyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate([Emim][PF6])) were measured at 101.3 kPa. The mole fraction of IL was varied from0.05 to 0.20. The experimental data were correlated with the NRTL and Wilson equations, respectively. The results show that imidazolium-based ILs were beneficial to improve the relative volatility of MeOH to DMC,and [Bmim][Tf_2 N] showed a much more excellent performance on the activity coefficient of MeOH. The interaction energies of system components were calculated using Gaussian program, and the effects of cation and anion on the separation coefficient of the azeotropic system were discussed.     

[Emim][Tf2N]离子液体支撑膜吸收CO2性能研究

为了研究离子液体支撑膜吸收CO_2的性能,针对CO_2的传统捕获方法造成环境污染、腐蚀设备等缺点,文章选用新型绿色工质离子液体[Emim][Tf_2N]作为CO_2的吸收剂,并负载于PVDF、PES 2种支撑膜上,在压力为0.2 MPa、流量为50 mL/min,温度为298—318 K范围内变化的条件下进行吸收CO_2的实验,并利用渗透系数、溶解度和扩散系数来评定支撑膜的吸收性能,其中溶解度数据采用van′t Hoff方程进行关联,扩散系数数据和渗透系数数据采用Arrhenius方程进行关联。模拟和实验结果表明:CO_2在2种离子液体支撑膜中的渗透系数和扩散系数随着温度的升高而增大,而溶解度随着温度的升高而降低,且PVDF离子液体支撑膜对CO_2的吸收性能优于PES离子液体支撑膜。因此,PVDF支撑膜较PES支撑膜更加适合用于工业应用中。     

超临界流体沉积制备[Emim][BF4]支撑型离子液体膜及其气体分离性能

为了进一步提高支撑型离子液体膜的制备效率及其CO2气体分离性能,将离子液体[Emim][BF4]以超临界流体沉积法负载到非对称的Al2O3支撑体内,制备了一系列支撑型离子液体膜,分别测定了CO2和N2两种纯气体在其中的渗透率,探究了制备参数(沉积时间、离子液体加入量和共溶剂加入量)对膜性能的影响规律.结果表明,基于[E...     

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][BF_4]、[HMIM][PF_6]、[BMIM][BF_4]、[BMIM][PF_6]、[EMIM][BF_4]、[EMIM][PF_6]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][PF_6]脱硫率较高。以[HMIM][PF_6]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1200μg·g~(-1)降至6.98μg·g~(-1),符合国Ⅴ标准。