咪唑類離子液體在若干分離過程中的作用機(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，這類萃取劑大多易燃且對環(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)過程中管道堵塞、設(shè)備腐蝕、回收困難等問題都亟待解決。離子液體，作為由陰、陽離子構(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，主要研究內(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)測定樣品紅外與拉曼光譜的基礎(chǔ)上，對該分子的振動(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離子電子云分布的變化。利用分子中原子理論對1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺鹽陰陽離子間相互作用進(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