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氨基酸离子液体在乙腈-水共沸物分离中的应用研究

李婷婷  彭昌军  
【摘要】:乙腈是一种非常重要的化工原料,乙腈与水的混合物是一个具有恒沸点的系统,乙腈与水的汽液相平衡研究对于乙腈分离过程的设计与开发具有重要指导意义。近些年来,氨基酸类离子液体因具有原料易得、价廉、低毒、生物降解性好、易化学修饰的特点,极大促进了离子液体的绿色化应用。为了探讨氨基酸离子液体在乙腈-水共沸系统分离中的促进作用,筛选出能消除乙腈与水系统的共沸点并提升乙腈相对挥发度的氨基酸离子液体。本文针对[EMIM]为阳离子,氨基酸为阴离子构建的18种不同氨基酸离子液体(AAIL),采用COSMO-RS方法的COSMOtherm X软件预测了不同氨基酸离子液体对乙腈-水混合物汽液相平衡的影响,从而筛选出对乙腈-水分离促进效果最佳的氨基酸离子液体1-乙基-3-甲基咪唑脯氨酸盐([EMIM][Pro]),并与通过COSMO-RS筛选和实验验证的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])进行了比较,理论分析了乙腈-水-离子液体系统中分子间相互力以及电荷密度、混合焓、相互作用能等热力学性质。在理论预测和分析的基础上,实验测定了101.3 k Pa下,乙腈(1)-水(2)-[EMIM][Pro](3),乙腈(1)-水(2)-[EMIM][OAC](3)三元系统的汽液相平衡数据,考查了离子液体添加量对相平衡的影响,明确了所选择的氨基酸离子液体对乙腈-水共沸物分离的影响。采用NRTL模型对实验数据进行了关联,最大平均偏差为1.12%。研究结果表明,氨基酸离子液体含量为0.05时,可以消除共沸,分离效果随离子液体含量增加而提高。实验对预测结果进行了验证,[EMIM][Pro]成为一种分离效果与[EMIM][OAC]相比拟的氨基酸离子液体类乙腈水混合物分离添加剂。本文结果为氨基酸类离子液体在恒沸混合物分离的应用研究提供了新思路和基础数据。

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1 孙仁义,孙茜;非挥发性溶质对共沸物沸点的影响(英文)[J];化学物理学报;2002年04期
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