电渗析制备与纯化离子液体的初步研究

• 作 者: 李晖
• 机 构: 北京化工大学
• 出 处: 北京化工大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 离子液体 电渗析 离子交换膜 迁移速率

离子液体被称为绿色溶剂，具有许多水和一般有机溶剂无法比拟的优良性质，在催化反应，萃取分离，汽油脱硫，光化学，电化学等很多领域有着广泛的应用。因此，制备和纯化离子液体有着重要的现实意义。传统的离子液体合成方法有一步法和两步法，但是这两种方法都存在缺陷，其中杂质离子的去除是关键问题，影响了离子液体的大规模生产和工业化进程。
电渗析技术具有能耗低、设备简便、操作方便等优点，是一项非常成熟的膜分离技术。本论文提出利用电渗析技术制备和纯化离子液体的新方法。利用离子交换膜对阴阳离子的选择透过性，在直流电场的作用下，溶液中离子的迁移速率的不同，实现制备纯化离子液体的目的。
在实现利用电渗析纯化和制备离子液体过程中，最关键的是离子的竞争迁移问题。本论文以离子液体[BMIM][CH<,3>COO]中[BMIM]<+>和[CH<,3>COO]<->作为目标离子，Na<+>和Cl<->为杂质离子进行研究。分别考察了离子交换膜的类型、操作电压、初始溶液浓度、离子大小、杂质离子的存在数量对离子迁移速率的影响和规律。结果表明，100mmol·L<-1>初始溶液浓度在4V操作电压下使用均相离子交换膜反应3小时，目标离子与杂质离子的分离效果最好；阳离子[BMIM]<+>的迁移速率比相同实验条件下阳离子Na<+>的迁移速率小；阴离子CH<,3>COO<->的迁移速率比相同实验条件下阴离子Cl<->的迁移速率小。随着离子所带烷基链长的增加，离子迁移速率会减小；
杂质离子的存在也会降低目标离子的迁移速率，而且杂质离子的数量越多影响就越大。其次，本论文还探索了离子交换膜的改性。结果表明，改性后的阳离子膜对阳离子的迁移速率几乎没有产生影响，研究主要围绕对阴离子交换膜的改性和修饰进行。