萃取精馏分离甲醇+碳酸二甲酯共沸体系萃取剂的研究进展

碳酸二甲酯是优良的甲基化、甲酯化和羰基化试剂.萃取精馏是分离甲醇+碳酸二甲酯共沸体系经济可行的方法之一.本文综述了以氢键、电子特性分类的液态有机溶剂萃取剂分离甲醇+碳酸二甲酯的研究现状.离子液体兼具固体无机盐的盐效应和有机溶剂流动性的特点,同时克服有机溶剂易挥发的不足.文章同时阐述了离子液体萃取剂分离此共沸体系的研究进展.但离子液体的高成本、黏度大限制了它的工业应用,新的合成方法和分离方法、功能化的离子液体的研究和开发是离子液体实现工业化的途径.     

甲醇-甲乙酮-1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐物系等压汽液相平衡数据的测定及分析

考察了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[EMIM][NTf₂]）对甲醇-甲乙酮共沸物系等压汽液相平衡的影响。首先测得了101.3 kPa下甲醇-甲乙酮-[EMIM][NTf₂]三元体系的等压汽液相平衡数据,然后用非随机双液（NRTL）模型进行了关联,平均相对偏差为1.39%,表明了NRTL模型对含离子液体三元体系的良好适用性。经NRTL模型计算,在[EMIM][NTf₂]的摩尔分数为0.047时可消除甲醇-甲乙酮共沸点。实验结果表明：[EMIM][NTf₂]的加入对甲醇-甲乙酮体系表现出极强的盐效应,改变了体系的汽液相平衡,提高了甲醇对甲乙酮相对挥发度。因此[EMIM][NTf₂]可作为甲醇-甲乙酮萃取精馏的萃取剂。     

乙醇-乙酸乙酯共沸物的离子液体分离:阴阳离子溶剂化效应

新型绿色溶剂离子液体有着与固态盐相类似的盐效应,不仅可以明显改变有机体系之间的相对挥发度,甚至可以直接破坏共沸物的组成,在分离和萃取上有着广泛的应用.例如,亲水性离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([AmimCl)和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BmimCl)等可有效分离乙醇-乙酸乙酯共沸物,用[Amim]Cl萃取乙醇-乙酸乙酯共沸物两次后,乙酸乙酯的纯度能够达到99.27 wt %[1]. 离子液体这种分离效应无疑与其阴阳离子在共沸物中的溶剂化效应有关.     

离子液体在水、乙醇及其混合物中的电导率测定

用电导率仪测定了298.15 K条件下多种离子液体,即1-甲基-3-乙基咪唑溴([Emim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑溴([Bmim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑氯([Bmim]Cl)、1-甲基-3-丁基咪唑氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯([Mmim][DMP])、1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二乙酯([Emim][DEP])、1-甲基-3-丁基咪唑磷酸二丁酯([Bmim][DBP])以及醋酸钾(KAc)在水、乙醇及其混合溶剂中的电导率数据。结果表明,室温离子液体的电导率顺序为：[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]> [Emim][DEP]> [Bmim][DBP],该顺序与离子液体的黏度成反比。离子液体在水中的电导率的次序大致为[Emim]Br>[Bmim]Cl[Bmim]Br[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]>[Emim][DEP]> [Bmim][DBP]。离子液体在水中的电导率高于在乙醇中的电导率,且电导率随浓度的增加均先升高后降低。与醋酸钾相比,溶剂变化对离子液体电导率的影响要小得多。离子液体[Mmim][DMP]和[Emim][DEP]能显著提高乙醇水溶液中乙醇的相对挥发度,且盐析作用[Mmim][DMP]> [Emim][DEP],这与在混合溶剂中电导率的大小次序是一致的。     

离子液体萃取分离石脑油中芳烃的理论计算与试验验证

以苯-环己烷为模型体系,基于COSMO-RS模型研究多种离子液体阴、阳离子对分离性能的影响,以萃取性能指数作为评价指标优选出1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁([Bmim][FeCl₄])萃取剂,并对[Bmim][FeCl₄]与苯、环己烷的弱相互作用进行探究。合成[Bmim][FeCl₄]离子液体,并用于苯-环己烷体系的萃取分离,证实该离子液体对石脑油中的芳烃具有良好的萃取分离效果,采用NRTL模型对[Bmim][FeCl₄]-苯-环己烷体系的二元交互作用参数进行拟合。结果表明：离子液体[Bmim][FeCl₄]选择性萃取分离芳烃主要依靠咪唑阳离子与芳烃之间的π-π相互作用;相较于环丁砜,该离子液体对于苯-环己烷体系具有更大的两相区,易于苯-环己烷体系的分离;针对芳烃质量分数为0.1的原料,其芳烃分配系数、萃取选择性、萃取性能指数分别可达0.770、19.73和15.19;NRTL模型对该三元体系预测效果较好,均方根偏差为1.14%。     

甲醇-甲乙酮-1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.3 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含摩尔分数分别为5%、8%、10%和20%离子液体1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIM]PF6)的甲醇-甲乙酮-[OMIM]PF6汽液平衡数据,并采用NRTL方程进行关联。实验结果表明,当离子液体[OMIM]PF6的摩尔分数为5%时,甲醇-甲乙酮二组分物系汽液平衡线发生偏离,当离子液体[OMIM]PF6摩尔分数达到8%时,就可以消除甲醇-甲乙酮物系的共沸点;离子液体[OMIM]PF6摩尔分数越大,盐效应越明显,离子液体[OMIM]PF6可以作为甲醇-甲乙酮的萃取剂。     

甲醇-碳酸二甲酯-离子液体等压汽液平衡数据测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸(BF₄)的甲醇-碳酸二甲酯的等压汽液平衡数据,和含离子液体1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BF₄)的甲醇-碳酸二甲酯的等压汽液平衡数据。结果表明：加入[EMIM]BF₄和[OMIM]BF₄,汽液平衡线偏离甲醇-碳酸二甲酯物系的汽液平衡线;离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大[EMIM]BF₄与[OMIM]BF₄表现出明显盐效应,使甲醇对碳酸二甲酯的相对挥发度发生改变,均消除了甲醇-碳酸二甲酯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[EMIM]BF₄>[OMIM]BF₄。因此,[EMIM]BF₄和[OMIM]BF₄可以作为甲醇-碳酸二甲酯物系萃取精馏的溶剂,汽液平衡数据的测定可为分离过程优化设计提供依据。     

离子液体分散液液微萃取-高效液相色谱分析苹果中有机磷农药残留

建立了苹果中有机磷农药残留多组分同时定量分析的离子液体分散液液微萃取-高效液相色谱分析(IL-DLLME-HPLC)方法.以[C6MIM][PF6]离子液体为萃取剂,甲醇为分散剂,对样品体积、萃取温度和萃取时间等萃取条件进行优化.结果显示,苹果样品中哒嗪硫磷、对硫磷、倍硫磷和伏杀硫磷4种有机磷在20～2000μg/kg...     

甲醇-甲乙酮-1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.3kPa下，用改进的Othmer釜测定了含摩尔分数分别为5%、8%、10%和20%离子液体1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[OMIM]PF₆）的甲醇-甲乙酮-[OMIM]PF₆汽液平衡数据，并采用NRTL方程进行关联。实验结果表明，当离子液体[OMIM]PF₆的摩尔分数为5%时，甲醇-甲乙酮二组分物系汽液平衡线发生偏离，当离子液体[OMIM]PF₆摩尔分数达到8%时，就可以消除甲醇-甲乙酮物系的共沸点；离子液体[OMIM]PF₆摩尔分数越大，盐效应越明显，离子液体[OMIM]PF₆可以作为甲醇-甲乙酮的萃取剂。     

甲醇-苯-离子液体等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯与三种离子液体的三元物系的等压汽液平衡数据,即甲醇-苯-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4),甲醇-苯-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4),甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)。实验结果表明,加入离子液体可以使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线,离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大。[OMIM]BF4表现出明显的盐析效应,使甲醇对苯的相对挥发度发生改变,消除了甲醇—苯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[OMIM]BF4 >[BMIM]BF4 >[EMIM]BF4。因此[OMIM]BF4 可以作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。     

萃取精馏分离甲醇和碳酸二甲酯二元共沸物

在对三塔萃取精馏分析的基础上,提出了以邻二甲苯为萃取剂,两塔分离甲醇和碳酸二甲酯共沸物的萃取精馏新流程.考察了进料配比、回流比等操作参数对萃取精馏性能的影响,并采用共沸和非共沸两种进料方式,考察了三塔体系和两塔体系在操作条件和分离性能上的差异.利用ASPEN软件对两种流程进行了优化分析和模拟放大研究.实验和模拟结果表明:两种分离流程均可实现甲醇与碳酸二甲酯的有效分离.两塔体系省去了一个塔,降低了设备费用,简化了操作,能量的消耗略有增加.考虑到低品位的能量容易取得以及萃取剂可以回收利用等因素,两塔体系具有较高的工业利用价值.     

基于UNIFAC模型的离子液体相平衡及萃取研究

通过拟合季膦类、咪唑类离子液体中无限稀释的苯和醇类等溶质的实验数据,得到了离子液体中[TRP][BF₄]等7种新主基团的UNIFAC(universal functional activity coefficient)模型参数。基于该参数,预测了乙醇和甲醇在离子液体[EMIM][ES]和[BMIM][C₅H₁₂O₆S]中的气液相平衡,计算值与实验结果之间吻合较好,这表明本文中仅使用无限稀释溶液活度系数回归出的UNIFAC模型参数仍然是可靠的。最后,对4种离子液体在甲苯/苯-乙醇/甲醇体系中的萃取性能进行了筛选,发现[BMIM][C₅H₁₂O₆S]在甲苯/苯-醇类体系的萃取选择性最高,达到15:3。     

离子液体对甲基橙的萃取热力学研究

离子液体作为一种新型绿色溶剂已引起了国内外学者的高度关注[1].研究离子液体对有机物的萃取分离具有重要的应用价值[2].本文以[C4mim][PF6]离子液体作为萃取剂,研究了阴离子型染料甲基橙的萃取热力学性质.等温条件下,溶质在水相和离子液体相间的转移自由能可用下式表示:ΔGT(W→IL)=-RTlnKi=-RT[lnKc ln(V1/V2)]=ΔHT-TΔST(1)ΔGT是摩尔分数标度的转移自由能,Ki是摩尔分数标度的平衡常数,Kc是摩尔浓度标度的平衡常数,V1和V2分别是离子液体和水的摩尔体积,ΔHT和ΔST分别是转移焓和转移熵.如果假设在较小的温度范围内恒定不…     

咪唑二氰胺类离子液体在白色发烟硝酸中自燃特性的实验研究

利用滴落实验台在常温常压下对5种咪唑二氰胺类离子液体进行了点火测试实验,研究了咪唑二氰胺类离子液体在白色发烟硝酸中的自燃过程,并分析了阳离子的化学结构与液滴碰撞速度对咪唑二氰胺类离子液体自燃特性的影响。结果显示：1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺([AMIM][DCA])、1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺([EMIM][DCA])和1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺([BMIM][DCA])的自燃过程包含3个阶段,即液滴与WFNA的接触、混合与扩散阶段,反应放热、发生微型爆炸阶段以及温度升高、自燃现象产生阶段;1-己基-3-甲基咪唑二氰胺([HMIM][DCA])和1-辛基-3-甲基咪唑二氰胺([OMIM][DCA])的自燃性能较差,微爆现象不再明显。在同一碰撞速度下,微爆延迟时间和点火延迟时间随着阳离子中侧链长度的增加而增大;黏度相差不大时,侧链中不饱和程度增加,微爆延迟时间和点火延迟时间将会缩短。对于同一种离子液体而言,微爆延迟时间和点火延迟时间则随着碰撞速度的增大逐渐减小。微爆延迟时间和点火延迟时间二者呈线性正相关,[AMIM][DCA]、[EMIM][DCA]和[BMIM][DCA]这3种离...     

萃取精馏分离甲醇—碳酸二甲酯二元恒沸物

采用萃取精馏法对甲醇－碳酸二酯二元恒沸物进行了分离，得到了适宜的萃取剂，研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响，并考究了萃取剂的回收和循环使用对分离的影响。     

金属络合阴离子型离子液体的合成、性能及对CO_2的捕集

以1-丁基-3-甲基咪唑阳离子([Bmim]+)型离子液体[Bmim]X(X=Cl,Ac)和等物质的量的无机盐AXn(A=Fe,Zn)为原料,通过一步法合成了金属络合阴离子型离子液体[Bmim][AXn+1],测定了离子液体在不同温度下的密度和黏度,采用经验模型关联了密度、黏度与温度的关系,对比研究了CO2气体在[Bmim]X和[Bmim][AXn+1]中的溶解度。[Bmim]X和[Bmim][AXn+1]的密度和黏度均随温度升高而下降,金属络合阴离子型离子液体[Bmim][AXn+1]的密度远远大于对应的传统离子液体[Bmim]X的密度。[Bmim][ZnCl3]和[Bmim][Zn(Ac)3]的黏度远远高于对应的[Bmim]Cl和[Bmim]Ac的黏度,但[Bmim][FeCl4]的黏度远低于对应的[Bmim]Cl的黏度。金属络合阴离子型离子液体[Bmim][AXn+1]吸收CO2的能力显著提高。     

分散液-液微萃取过程中内分泌干扰物在离子液体/水相体系中的分配行为

以离子液体([C6MIM]PF6)作萃取剂、甲醇为分散剂,对水样中的内分泌干扰物(雌三醇(E3)、双酚A(BPA)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)、雌二醇(E2)、雌酮(E1))进行分散液-液微萃取,比较了内分泌干扰物在[C6MIM]PF6/水相和传统有机萃取剂/水相的分配系数,利用NRTL方程对内分泌干扰物在萃取相/水相中平衡分配的摩尔分数进行了关联,并对[C6MIM]PF6萃取内分泌干扰物的过程进行了机理分析.结果表明,在所考察的浓度范围内,内分泌干扰物在[C6MIM]PF6/水相中的分配规律为DEE2DBPADE1DE2DE3,内分泌干扰物在[C6MIM]PF6/水相中的分配系数均显著高于其在传统有机萃取剂/水相中的分配系数,NRTL方程验证了内分泌干扰物与萃取剂及溶剂分子间相互作用能的大小.     

某些咪唑类离子液体在水、脂肪醇中的溶解热力学研究

离子液体作为一种新型绿色溶剂在很多领域都有广泛的应用．目前，人们对离子液体的研究主要集中在分离，萃取，化学反应，材料合成，有机反应和绿色分离方面，对离子液体的基础物理化学性质，特别是离子液体在不同溶剂中的溶解性能的研究非常缺乏，严重地制约了离子液体的进一步开发和应用．本文采用紫外分光光度法，在不同温度下（278～323K）测定了咪唑类离子液体[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]和[C6mim][BF4]分别在水、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇中的溶解度，     

中空纤维支载离子液体液液微萃取测定环境水样中的4-n-壬基酚

建立了中空纤维支载离子液体液液微萃取方法,结合HPLC/UV用于测定环境水体中痕量4-n-壬基酚.以l-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体([C8MIM][PF6])为萃取剂,优化影响萃取效率的萃取剂体积、供体相pH值、离子强度和萃取时间.最佳条件下,即[C8MIM][PF6]为5.0μL,pH=5,盐质量分数5%,萃取时间8 h时,对水体中4-n-壬基酚的富集倍数可达1 129倍,检出限质量浓度为0.05μg·L-1(S/N=3),质量浓度线性范围0.15~100.00μg·L-1(R=0.999 7),地表水加标回收率为80.1%~105.6%.     

萃取精馏法分离乙腈-水体系

由于乙腈与水形成共沸物,普通的精馏方法无法分离这一混合物,本课题研究了采用萃取精馏法分离乙腈-水共沸物的工艺。根据萃取剂的总体选择原则,针对该物系预选出一系列萃取剂,并利用化工过程模拟软件Aspen Plus 11.1对萃取剂选择最优。