離子液體萃取過(guò)程與新型離子液體制備技術(shù)-文庫(kù)吧資料
2024-07-27 01:30本頁(yè)面
【正文】 增大，在[C6mim] [NTf2]，約為[C2mim][NTf2]的3倍，陽(yáng)離子上氰基、酰胺基等功能基團(tuán)的引入可提高離子液體的分離選擇性，但分配系數(shù)有所降低，其中離子酰胺基功能化離子液體[CONmim][NTf2]。而氰基雙取代功能化離子液體[(CP)2im][NTf2]對(duì)1己稀/，大于單取代功能化離子液體[CPmim][NTf2]，選擇性系數(shù)增加了12%，但1己稀的分配系數(shù)卻減少了 18%。合成了一系列結(jié)構(gòu)上含有氨基、氰基、酰胺基等具有不飽和π電子基團(tuán)的單、雙取代功能化咪唑型離子液體， 利用此類(lèi)基團(tuán)與烯烴雙鍵的ππ、氫鍵等作用，提高離子液體對(duì)烯烴/烷烴的分離選擇性。 用于分離低碳烯烴、烷烴的新型離子液體的制備低碳烯烴、烷烴是重要的基礎(chǔ)化工原料，然而兩者的分子結(jié)構(gòu)相似、揮發(fā)度相近，其分離已成為化工分離領(lǐng)域難度較大、耗能較高的過(guò)程之一。%、%、%、%和102%。研究結(jié)果表明，Zn2+，Cu2+，Ni2+和Fe2+具有較好的萃取性能，%，%，%%，且經(jīng)過(guò)5次反復(fù)利用后，此功能化離子液體還有很好的萃取性能。研究對(duì)金屬具有萃取作用的功能化離子液體已經(jīng)成為熱點(diǎn)。Hasan Mehdi等[21](Mehdietal.，2010)報(bào)道了以六氟乙酞丙酮(hfae)為陰離子的咪唑和吡咯類(lèi)離子液體，他們具有很強(qiáng)的金屬配合能力和疏水性。此外，在酸性的條件下可以將鐳從lL相中洗脫下來(lái)，使得離子液體可以循環(huán)使用。Ahouadi等[19](ouadietal.，2006)合成了兩種含有2輕基節(jié)胺的咪唑陽(yáng)離子功能化離子液體，用于從廢棄的核燃料中提取分離。 用于分離重金屬離子的新型離子液體的合成Visser等[9](Visseretai，2000)在憎水的咪哇基六氟磷酸鹽的取代基上引入不同的配位原子或配位結(jié)構(gòu)，如脈、硫脈、硫醚等，合成了一類(lèi)用于萃取水中含有重金屬離子cd2+、Hg2+的功能化離子液體。另外，從三丁胺出發(fā)，黃松云等[]利用其與環(huán)氧氯丙烷的加成反應(yīng)，合成價(jià)格便宜的，在季銨陽(yáng)離子上具有環(huán)氧官能團(tuán)的鹵代季銨鹽類(lèi)離子液體，并結(jié)合雙水相萃取技術(shù)，萃取分離胰蛋白酶。6%。圖36 鹵代膽堿類(lèi)離子液體的合成過(guò)程用[OHcholine]Cl/K2HPO4雙水相體系在優(yōu)化的條件下分別萃取分離卵清蛋白、溶菌酶，其萃取率分別為 96。因此，將氨基功能化離子液體應(yīng)用于萃取蛋白質(zhì)等生物大分子具有很好的應(yīng)用前景。并用同樣的方法合成了1丙氨基3甲基咪唑氯鹽（[NH2pmim]Cl），合成途徑如圖34所示。目前，功能化離子液體的潛在應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)得到認(rèn)可，但是對(duì)其合成與應(yīng)用的研究還僅僅處在探索階段。功能化離子液體作為綠色溶劑，已經(jīng)在萃取分離金屬離子、有機(jī)物、生物小分子方面取得了巨大進(jìn)展。 新型離子液體的制備由于離子液體所具有的可設(shè)計(jì)性?xún)?yōu)點(diǎn)，人們開(kāi)始設(shè)計(jì)研究在其結(jié)構(gòu)上引入需要的功能化基團(tuán)，從而形成滿(mǎn)足特定需求的功能化離子液體(TSILs， taskspecific ionic liquids)。一步法也避免了中間產(chǎn)物的分離和提純步驟，從而提高了反應(yīng)產(chǎn)率。第二步是用目標(biāo)陰離子置換齒離子或加入路易斯酸得到目標(biāo)陰離子。第一步是獲得目標(biāo)陽(yáng)離子。圖32列舉了近幾年較常用的離子液體非鹵化陰離子。鹵化鹽離子液體對(duì)水極其敏感，要在完全真空或惰性氣體條件下進(jìn)行反應(yīng)與處理。大多數(shù)離子液體的陽(yáng)離子端為有機(jī)陽(yáng)離子，主要有季銨鹽類(lèi)[R4N]+、季憐鹽類(lèi)[R4P]+、燒基B比淀類(lèi)[RCiim]、焼基略類(lèi)[RiRspyrf和其他雜環(huán)類(lèi)(圖31)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度低20℃時(shí)，這種離子液體溶于水，而在25 ℃以上的溫度時(shí)，則不與水相容。最近 ，Zhang[16]報(bào)道了基于[ C4mim] [ BF4]/果糖的雙水相體系，研究了該體系的相圖 ，為雙水相體系的熱動(dòng)力學(xué)研究提供了依據(jù)。2003年， Rogers[14]提出了[C4mim] Cl 與 K3PO4 可以形成雙水相體系。與傳統(tǒng)的苯/氯仿萃取體系相比， 離子液體較小的毒性使它適合用于生物分子的處理過(guò)程。通過(guò)萃取率和分配系數(shù)可以看出，少量的 DNA 可以快速被離子液體定量萃取，同時(shí)蛋白質(zhì)和金屬?zèng)]有干擾。離子液體在萃取分離生物物質(zhì) (如蛋白質(zhì)、核酸等)方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能 。Ann [12]等人利用尿素和硫脲功能化離子液體萃取分離水溶液中的 Hg2+和 Cd2+，結(jié)果顯示分配率高達(dá)300。Peter Nockemann[11]等人設(shè)計(jì)合成羧基功能化離子液體（[EtHbetmMor][Tf2N]、[Hbet][Tf2N]），萃取分離銅(II)氧化物、氧化鈀(II)、鉛(II)氧化物。結(jié)果其中4種以Tf2N為負(fù)離子的離子液體的分配系數(shù)達(dá) 103104。當(dāng)分別加入PAN、TAN 萃取劑后，分配系數(shù) D 至少增大 2個(gè)數(shù)量級(jí)。他們又用離子液體[BMIM][BF4]、[C6MIM][PF6]作萃取相，分別用 PAN (1吡啶偶氮基萘酚) 、TAN(1噻唑偶氮基萘酚) 、鹵素離子、擬鹵素離子(CN、OCN、SCN )為萃取劑，從水中萃取 Cd2+ 、Co2+、Ni2+、Fe3+、Hg2+等離子。當(dāng)不加萃取劑時(shí)，離子的分配系數(shù)在 102數(shù)量級(jí)。其中，脲和硫脲修飾的離子液體對(duì)Hg2+、Cd2+的分配系數(shù)最高，分別可達(dá)到210和360。他們用離子液體[ R1R2MeIM] [Tf2N] 、[R1R2MeIM] [PF6] 和萃取劑二環(huán)己基18冠6(DCH18C6)，從水溶液中萃取 Sr2+，發(fā)現(xiàn) Sr2+的分配比(D)在離子液體中比在甲苯中高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 用離子液體從水中萃取金屬離子萃取分離金屬離子是離子液體作為綠色萃取溶劑研究的熱點(diǎn)。在此條件下，0. 12 mol 萘在 55 g 二氧化碳中的回收率達(dá)到94%～96%。即通過(guò)條件體系的pH值，可回收離子液體，并且離子液體的萃取效果沒(méi)有明顯降低。并且，[Hnmp]H2PO4循環(huán)使用6次后，脫硫率幾乎沒(méi)有變化。該研究采用正交試驗(yàn)，考察了各個(gè)工藝條件的改變對(duì)脫硫率的影響，在最優(yōu)條件下，可基本實(shí)現(xiàn)DBT的完全脫除，脫硫率高達(dá)99。Meindersma和 Domanska[4]均研究了用不同的離子液體從芳香烴和烷烴混合物中芳香烴的萃取，并和工業(yè)中使用的常規(guī)萃取劑做了比較，[MBPy][BF4] 是工業(yè)上從芳烴烷烴混合物中萃取分離芳香烴的適合替代溶劑。Liu 等[2]研究了離子
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