咪唑類(lèi)離子液體在若干分離過(guò)程中的作用機(jī)理研究.pdf

1、液/液萃取與共沸分離是化學(xué)工業(yè)中常用并且非常重要的分離方法。傳統(tǒng)液/液萃取多采用揮發(fā)性有機(jī)溶劑作萃取劑，這類(lèi)萃取劑大多易燃且對(duì)環(huán)境有害，迫切需要尋找新型替代品;典型的萃取精餾體系一般以固態(tài)無(wú)機(jī)鹽作為夾帶劑改變共沸組成，除了固體鹽難溶于共沸組分之外，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中管道堵塞、設(shè)備腐蝕、回收困難等問(wèn)題都亟待解決。離子液體，作為由陰、陽(yáng)離子構(gòu)成的室溫熔鹽，具有極性可調(diào)、不易燃、難揮發(fā)等特殊物理化學(xué)性質(zhì)，在取代傳統(tǒng)的萃取劑和夾帶劑方面取得了良好的

2、效果并展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但是，關(guān)于離子液體作為萃取劑和夾帶劑的作用機(jī)理尚缺乏系統(tǒng)研究，使得進(jìn)一步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高效的離子液體受到限制。
　　 本文采用核磁共振光譜、紅外光譜等譜學(xué)手段與密度泛函理論計(jì)算相結(jié)合的方法，研究了離子液體作為萃取劑從水溶液中分離苯衍生物分子，作為夾帶劑分離甲醇一丙酮共沸體系的作用機(jī)理。作為國(guó)家自然科學(xué)基金(21003039)和高校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(20104104120002)資助的一部分，主要研究?jī)?nèi)

3、容如下:
　　 1.利用核磁共振氫譜、碳譜和衰減全反射紅外光譜與密度泛函理論相結(jié)合的方法，以四種取代苯為萃取目標(biāo)物，分析了最常用作萃取劑的離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽與它們的相互作用;計(jì)算優(yōu)化了離子液體與目標(biāo)物的空間結(jié)構(gòu);利用分子中原子理論對(duì)1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽與不同取代苯相互作用強(qiáng)弱及離子液體對(duì)苯環(huán)芳香性的影響;提出離子液體萃取苯衍生物分子的作用機(jī)理。
　　 2.以中、遠(yuǎn)紅外光譜(4000-10

4、0cm-1)、拉曼光譜(3500-100cm-1)與密度泛函理論計(jì)算相結(jié)合的方法，研究了1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺鹽的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與振動(dòng)頻率。在實(shí)驗(yàn)測(cè)定樣品紅外與拉曼光譜的基礎(chǔ)上，對(duì)該分子的振動(dòng)頻率進(jìn)行詳細(xì)歸屬。從電子云密度差的角度分析該離子液體生成前后陰陽(yáng)離子電子云分布的變化。利用分子中原子理論對(duì)1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺鹽陰陽(yáng)離子間相互作用進(jìn)行了分析。
　　 3.利用核磁共振氫譜、碳譜和衰減全反射紅外光譜與密度泛函理論相結(jié)合