电渗析法制备离子液体的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文电渗析法制备离子液体的研究姓名：李良实申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李春喜20090605电渗析法制备离子液体的研究摘要离子液体作为一种新型的绿色溶剂，具有许多传统有机试剂所不能比拟的优良特性，在催化反应，萃取分离，汽油脱硫，光化学，电化学等很多化工领域都有着广泛的应用。目前传统离子液体的合成方法一般都存在着反应时间过长、大量使用有机溶剂、杂质离子难于去除、生产成本较高等缺点，严重制约了离子液体的规模化生产。因此，寻找一种快捷、高效制备离子液体的方法具有非常重要的实际意义，将大大推动离子液体的产业化进程。电渗析是一项非常成熟的膜分离技术，广泛应用

2、于化工脱盐纯化等领域，具有能耗低、设备简便、操作方便等优点。结合电渗析技术的特点，本论文提出利用四隔室电渗析工艺制备水溶性离子液体的新方法，同时深入考察了电压、流量、初始溶液浓度等条件对电渗析制备离子液体的影响，优化了电渗析操作工艺条件，并进一步评估了该工艺条件的能耗问题，为实现利用电渗析制备离子液体的工业化生产奠定了坚实的理论基础。实验中，本研究主要以利用[BMIM]CI和NaBF4两者的水溶液在电渗析过程中合成目标离子液体[BMIMIBF4作为研究对象，通过考察不同操作条件对III室中目标离子[BMIM]+迁移速率、实验产率、杂质离子含量和能耗的影响确定了电渗析优化的操作条件。

3、实验中确定的优化操作条件为：操作电压为10～12V，流量采用70／60低流量差操作条件，初始溶液浓度范围为0．115--t)．573mol·L-1。在此优化条件下，实验产率均能达到90％以上，纯化后产物中杂质离子含量均低于1000ppm，完全符合工业化生产离子液体的要求。本论文还对水溶液中离子液体电渗析回收工艺进行了研究，考察了电压与流量等作条件对该浓缩工艺的影响，以及该浓缩工艺的浓缩极限问题。根据实验结果，12V电压、60L·h。流量条件下，两隔室电渗析能够将初始溶液质量浓度为1009·LJ的[BMIM]Cl离子液体最高浓缩至质量浓度为3439·L一，对目标离子液体实现浓缩高达3

4、．43倍，显著降低了后续蒸发提纯离子液体的能耗，进一步完善了利用电渗析技术制备离子液体的工艺条件。关键词：离子液体，电渗析，制备，浓缩ABSTRACTSTUDYoNTHEPREPARATIoNoFIoNICLIQUIDSBYELECTRODIALYSISIonicliquids，asnewnovelgreensolvents，havemanyuniquepropertieswhichmanytraditionalorganicreagentscannotmatch，makingthemgreatlyapplicableinmanyphysicalandchemicalfields．

5、Theycanbeusedasalternativemediaforsynthesis／catalysis，extraction，gasolinedesulfurization，photochemistryandelectrochemistry．Conventionalorganicsynthesismethodofionicliquidsmainlyincludesone—stepandtwo-step．However,bothofthesetwomethodscommonlysuffermanyshortcomingssuchaslongreactingtime，usingor

6、ganicreagents，greatdifficultyofremovingimpurityions，highcostingandSOon，whichseriouslyhampersthelarge—scaleindustrialproductionofionicliquids．Asaresult，itisofgreatindustrialsignificancetodevelopafastandefficientpreparationtechnologyofionicliquids．Electrodialysistechnologyisoneofthemostmaturelym

7、embraneseparationtechnologies，qualifiedsuchmeritsaslowenergyconsumption，IIIABSTRACTsimpleequipment，easyoperationandSOon．Combinedthesefeaturesofelectrodialysis，thisstudyputsforwardanovelpreparationmethodofionicliquidsusingfour-comparterm