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离子液体内耦合液膜分离研究

2020-12-02阅读(489)

离子液体内耦合液膜分离研究

论文摘要

传统化学反应及相关化学工业是当今世界严重污染的主要来源,污染的很大部分来自于反应过程中使用的大量易挥发性有机溶剂（VOC）。针对有机溶剂产生的污染,寻找绿色替代溶剂显得尤为重要。离子液体（ILs）是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,它们具有一些独特的优点,如无毒、不易燃、高热稳定性、宽的液相温度（-100℃～200℃）、易循环利用等。由于这些优点,离子液体被当作绿色溶剂,越来越受到人们的关注。本文在微波辅助下,合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]Br）、亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF4）和疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM]PF6）,考察了原料配比、温度、反应时间等因素对生成率的影响,并对合成的产物进行了红外表征及一些物性测定。实验的第二部分是将合成的[BMIM]PF6用于内耦合液膜体系中,分别研究了苯酚、对硝基酚以及水杨酸的迁移规律,考察了料液相酸度、初始浓度、反萃相NaOH浓度等因素对迁移率的影响,得出了苯酚、对硝基酚以及水杨酸的最佳迁移条件。实验得到以下结论:（1）[BMIM]Br的最佳合成条件:原料摩尔比1.1:1（溴代正丁烷:N-甲基咪唑）,T=85℃,t=4 min;[BMIM]BF4的最佳合成条件:原料摩尔比1.2:1（NaBF4:中间体）,T=60℃,t=6 min;[BMIM]PF6的最佳合成条件:原料摩尔比1.1:1（NH4PF6:中间体）,T=80℃,t=9 min。（2）两种离子液体的黏度都是随着温度的升高而降低,电导率随着温度的升高而升高;[BMIM]BF4有一定的吸水性,而[BMIM]PF6吸水性较弱;溶解性实验表明,离子液体的溶解性与阴离子的类型有很大的关系。（3）苯酚最佳迁移条件为:温度300 K,搅拌速度350 r/min,料液相pH 3.65,反萃相NaOH浓度0.8 mol/L;对硝基酚最佳迁移条件为:料液相pH 3.21,反萃相NaOH浓度0.1mol/L,离子强度0.4;苯酚和对硝基酚在料液相pH 9.18时可以很好地分离;水杨酸最佳迁移条件为:料液相pH 1.0,反萃相NaOH浓度0.3 mol/L,离子强度0.5。（4）该内耦合液膜体系迁移上述3种物质,都有一定的滞留现象;液膜迁移后经过处理,能重复利用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究目的和意义
  • 1.2 离子液体的研究进展
  • 1.3 离子液体的分类
  • 1.4 离子液体的性质
  • 1.5 离子液体的合成方法
  • 1.5.1 直接合成法
  • 1.5.2 间接合成法
  • 1.5.3 其他辅助手段的应用
  • 1.6 离子液体的应用
  • 1.6.1 离子液体在有机合成中的应用
  • 1.6.2 离子液体在萃取分离中的应用
  • 1.6.3 在催化中的应用
  • 1.6.4 离子液体在电化学方面的应用
  • 1.6.5 离子液体在脱硫方面的应用
  • 1.6.6 离子液体在液膜体系中的应用
  • 1.7 含酚类废水的处理方法
  • 1.7.1 物理法处理含酚废水
  • 1.7.2 化学法处理苯酚废水
  • 1.7.3 含酚废水的液膜分离法
  • 1.8 水杨酸的性质及回收利用
  • 1.9 本论文的主要内容
  • 2 离子液体的制备、表征及性质测定
  • 2.1 实验试剂和仪器
  • 2.1.1 实验试剂
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.2.反应原理
  • 2.2.1 中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑[BMIM]Br的合成
  • 4的合成'>2.2.2 亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM]BF4的合成
  • 6的合成'>2.2.3 憎水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM]PF6的合成
  • 2.3 实验步骤
  • 2.3.1 实验原料的预处理
  • 2.3.2 中间体[BMIM]Br的合成
  • 4的合成'>2.3.3 亲水性离子液体[BMIM]BF4的合成
  • 6的合成'>2.3.4 疏水性离子液体[BMIM]PF6的合成
  • 2.4 产物的表征及性质
  • 2.4.1 离子液体的红外表征
  • 2.4.2 离子液体的黏度
  • 2.4.3 离子液体的电导率
  • 2.4.4 离子液体的吸水性
  • 2.4.5 离子液体在常见溶剂中的溶解性
  • 3 离子液体内耦合液膜迁移苯酚
  • 3.1 实验试剂和仪器
  • 3.1.1 实验试剂
  • 3.1.2 实验仪器
  • 3.2 实验方法
  • 3.3 实验原理
  • 3.4 苯酚内耦合液膜迁移实验
  • 3.4.1 苯酚的测定
  • 3.4.2 温度对迁移率的影响
  • 3.4.3 搅拌速度对迁移率的影响
  • 3.4.4 不同料液相酸度对迁移率的影响
  • 3.4.5 初始浓度对迁移率的影响
  • 3.4.6 不同NaOH浓度对迁移率的影响
  • 3.4.7 无机盐类对迁移率的影响
  • 3.4.8 滞留现象
  • 3.4.9 循环使用
  • 4 离子液体内耦合液膜迁移对硝基酚
  • 4.1 实验试剂和仪器
  • 4.1.1 实验试剂
  • 4.1.2 实验仪器
  • 4.2 实验方法
  • 4.3 实验原理
  • 4.4 对硝基酚内耦合液膜迁移实验
  • 4.4.1 对硝基酚的测定
  • 4.4.2 不同料液相酸度对迁移率的影响
  • 4.4.3 初始浓度对迁移率的影响
  • 4.4.4 不同NaOH浓度对迁移率的影响
  • 4.4.5 离子强度对迁移率的影响
  • 4.4.6 滞留现象
  • 4.4.7 苯酚和对硝基酚的分离
  • 5 离子液体内耦合液膜迁移水杨酸
  • 5.1 实验试剂和仪器
  • 5.1.1 实验试剂
  • 5.1.2 实验仪器
  • 5.2 实验方法
  • 5.3 实验原理
  • 5.4 水杨酸内耦合液膜迁移实验
  • 5.4.1 水杨酸的测定
  • 5.4.2 不同料液相酸度对迁移率的影响
  • 5.4.3 初始浓度对迁移率的影响
  • 5.4.4 不同NaOH浓度对迁移率的影响
  • 5.4.5 离子强度对迁移率的影响
  • 5.4.6 滞留现象
  • 6 结论与建议
  • 6.1 主要研究结论
  • 6.2 进一步研究的建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 相关论文文献

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