离子液体在分离中的应用研究进展
离子液体在化学反应中的应用研究
离子液体在化学反应中的应用研究随着科技的进步和人们对环境保护的重视，绿色化学在化学领域越来越受到重视。
作为一种新型的溶剂，离子液体因为其良好的环境友好性、重复使用性以及化学稳定性而备受关注。
离子液体在化学反应中的应用，无论是在有机合成、电化学反应或者分离纯化领域都有广泛的应用。
一、离子液体在有机合成中的应用在有机合成中，常用的溶剂主要有烯烃、芳烃、醇和醚等，但是这些溶剂或多或少都存在着各种问题。
例如溶剂挥发性大、对环境造成污染、易燃爆等。
而离子液体则能够有效地解决这些问题。
离子液体的熔点较低、稳定性好、在化学反应过程中具有良好的催化和选择性等特点，使它成为有机合成反应中理想的溶剂候选。
离子液体可以被用来作为反应溶液、催化剂、反应介质和分离剂等。
在分子合成领域，离子液体在有机合成中化学反应具有非常优异的效果。
它们可以帮助催化制备29种酰苯胺、2-氯-1,3-苯二胺以及季铵化物。
此外，离子液体还可以作为高效的催化剂在不同的有机合成反应中使用。
这种方法可以以更绿色和更高效的方式进行有机合成。
二、离子液体在电化学反应中的应用在电化学反应中，离子液体的应用可以提高反应效率、扩大工艺窗口、增加结果选择性和降低修饰材料成本等。
它们还可以成为电化学反应运行时的承载体和反应介质。
一些例子证明了离子液体在电化学反应中的应用前景。
四苯基氧化铵(Ph4NO)氧化石墨烯通常使用有机溶剂作为溶剂，在反应中发现存在较多的杂质。
但是，使用具有准晶结构的氯化丁铵(TRIMCl)作为反应介质并添加0.2 M四元胺硝酸银作为电势调节器可以限制氧化反应的杂质产生，达到高纯度的单层石墨烯的制备。
另外，离子液体也可以用于锂二次电池的电解液中，代替传统的非环保性的有机溶剂，以保护环境。
三、离子液体在分离纯化领域中的应用由于离子液体易于“定制”，在分离纯化领域中具有很高的应用价值。
例如，离子液体的疏水亲水性和氧化还原性能可以通过改变阳离子和阴离子的结构来得到控制。
离子液体分离萃取技术的研究
离子液体分离萃取技术的研究在传统的化学过程中，存在许多无法回收的溶剂和废弃物，给环境带来了很大的负担。
而离子液体分离萃取技术则是在这种情况下产生的一种技术，它可以降低化学废物的产生，提高化学过程的效率。
本文对离子液体分离萃取技术的研究进行了探讨。
一、离子液体的概述离子液体是一种新型的溶剂，具有极低的挥发性、良好的热稳定性、高离子电导率等特点。
其由阳离子和阴离子组成，其中常见的阴离子有Cl-、Br-、PF6-等，阳离子有Im+、Am+、Pyr+等。
离子液体可以作为化学反应的催化剂或溶剂，应用于催化、电化学、萃取等多个领域。
二、离子液体分离萃取技术在催化中的应用离子液体在催化中可以作为载体或催化剂，其可以提高催化反应的效率，降低催化重金属污染物的溶解度，减少废物的产生。
如H2SO4可以作为强酸催化剂，但它会产生SOX和NOX等有害气体。
而如果采用H2SO4溶于离子液体中进行反应，则不仅催化效果更好，同时还避免了污染物的排放问题。
三、离子液体分离萃取技术在有机合成中的应用离子液体在有机合成中也有广泛的应用。
离子液体不仅可以提高反应的选择性和纯度，还可以作为溶剂或萃取剂加速反应过程。
如J.Becker等人研究了乙酰氨基酸甲酯在离子液体BmimPF6中的反应，结果表明离子液体可以改善反应的产率和选择性。
四、离子液体分离萃取技术在萃取中的应用离子液体也可以作为一种优良的萃取剂，根据溶液中不同化合物的亲疏水性，采用合适的离子液体实现化合物的提取和分离。
如Alexander等人利用离子液体BmimPF6和二氯甲烷作为萃取剂，分离出了金属水合离子Cu2+和CuCl2。
五、离子液体分离萃取技术在垃圾处理中的应用离子液体分离萃取技术还可以用于制备高质量的垃圾合成气，这是非常有利环保的一种应用。
离子液体分离萃取技术可以去除溶剂和有毒废气，降低了对环境的污染。
六、总结综上所述，离子液体分离萃取技术在催化、有机合成、萃取、垃圾处理等多个领域中都有着广泛的应用。
离子液体在萃取分离中的应用
离子液体在萃取分离中的应用
离子液体是一种新型的溶剂，由于其独特的物化性质，近年来在萃取分离领域得到了广泛的应用。
离子液体具有高的热稳定性、低的挥发性、高的溶解度、可调控的极性和粘度等特点，使其在化学反应、分离纯化、催化反应等方面具有广泛的应用前景。
离子液体在萃取分离中的应用主要包括以下几个方面：
1. 萃取分离有机物
离子液体可以作为一种绿色的萃取剂，用于有机物的萃取分离。
与传统的有机溶剂相比，离子液体具有更好的选择性和高效性，可以实现对有机物的高效萃取和分离。
例如，离子液体可以用于从煤矸石中提取有机物，从废水中去除有机污染物等。
2. 分离金属离子
离子液体可以作为一种高效的分离剂，用于金属离子的分离纯化。
离子液体可以与金属离子形成稳定的络合物，从而实现对金属离子的高效分离。
例如，离子液体可以用于从废水中去除重金属离子，从矿石中提取金属等。
3. 催化反应
离子液体可以作为一种优良的催化剂，用于有机合成反应。
离子液体可以提供稳定的反应环境，促进反应的进行。
与传统的有机溶剂
相比，离子液体具有更好的溶解性和选择性，可以实现对反应产物的高效分离和纯化。
例如，离子液体可以用于催化酯化反应、烷基化反应等。
离子液体在萃取分离领域具有广泛的应用前景。
随着离子液体的研究不断深入，相信离子液体在萃取分离领域的应用会越来越广泛，为化学工业的发展做出更大的贡献。
离子液体在分散液液微萃取分离中的应用
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离子液体分离乙酸乙酯-乙醇共沸体系研究进展
第50卷第4期辽 宁化工V〇1.50，No. 4 2021 年 4 月Liaoning Chemical Industry_________________________________A p ril，2021离子液体分离乙酸乙酯-乙醇共沸体系研究进展何鑫，张强，范雪萤，王丽达，李文秀(沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室，辽宁沈阳丨10142)摘要：乙酸乙酯（E A)是一种用途广泛且需求量较大的精细化T产品=在乙酸乙酯的生产中存在大量乙酸乙酯与乙醇的混合物，乙酸乙酯与乙醇两者易形成共沸物，普通的精馏方法无法有效分离两种物质离子液体因其良好的物理、化学性质和对环境友好，结构可灵活调节，在化工萃取分离方面有良好的表现。
对离子液体分离乙酸乙酯混合物研究进展进行介绍，总结了单一离子液体、混合离子液体对共沸物系的分离效果，并对离子液体分离共沸物的机理进行研究关键词：共沸物分离；离子液体；萃取中图分类号：TQ028.3‘I文献标识码：A文章编号：1004-0935(2021 ) 04-0489-041简介1.1乙酸乙酯（E A)-乙醇纯净乙酸乙酯是用途最广的脂肪酸酯之一，具 有良好的溶解性是常用的工业溶剂和有机化工原 料，被大量用于工业产品的合成中；因其无毒的特 性也常被用于提取香料和药品。
E A的快干性，常 被添加在油漆和涂料中。
特殊的酯香味也会应用在 食品里。
随着我国实体经济的高速发展，E A成为 高消耗品，我国对E A的需求量几乎占到全世界需 求量的一半。
目前E A工业生产主要的方法有四种，分别是乙酸酯化法、乙酸/乙烯加成法、乙醛缩合法 和乙醇脱氢法。
世界各国工业发展和自然资源情况 不同选择生产工艺也不同，美国以直接酯化法为主，日本和欧洲则以乙醛缩合法为主。
从产能上看，国内外市场主要供应来自直接酯化法，大约占67.5%，我国当前主要也是采用该工艺。
在生产中为使价格 相对较高的乙酸达到最优转化率，常会加入过量的 乙醇，粗产品中主要是乙醇与E A的混合物。
离子液体在分离中的应用研究进展
目前研 究 的 离 子 液 体 的 阳 离 子 主 要 有 剂 的 性 能 相 比 ， 子 液 体 表 现 出不 寻 常 的 ４离子液体在 气体 分离体 系中的应用 离 ｌ３ ， 一二 烷 基 取 代 的 咪 唑 离 子 （ 记 为 性 能 和 复 杂的 分 配 机 理 。 ｓｅ 等人 为 进 一 简 Ｖｉｓ ｒ Ｂｒ ｎ ｅ ｋ １等考 察 了几 种 不 同 的气 体 ｅ ｎｃｅＪ ［ Ｒ Ｉ 、 一 基取代 的吡啶 离子 ［ ｙ Ｒ， ｍ］ Ｎ 烷 ） ＲＰ ］、 步 开 发 离 子 液 体 在 金 属 离 子 萃 取 分 离 小 的 在 ｆ ｍｍ 中 的溶 解 性 ， 序 依 次 为 Ｃ ｍｉ Ｆ】 顺
领 域 中 的 应 用 进 展 ，并 对 其 应 用 领 域 和 发展 前 景做 了展 望 。 关键词 ： 离子 液 体 分 离 进展
中 图分 类号 ： ３ Ｘ８
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ７ —０ Ｘ（ ０ １０ （） １ ７ ０ １ ４ ９ ６ ８ ２ １ ） １ｂ一Ｏ － １ ０
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体 中 。 验证 明 ： 属 离 子埘 疏水 相的 亲 和 实 金 力 必须 依 靠萃 取 剂 来 实现 。 ｎ 以 二环 己 Ｃｕ 等 基－１ 一冠 ６ 萃 取 剂 ， ８ 为 报告 了一 系列 离 子 液体［ ｎ ［ Ｆ 】ｎ Ｃ． ］Ｐ （ 一４～９ 为 萃取 溶 剂对 竞 ｍｉ ） １离子液体萃取 分离有机 物 争性 强碱 金 属 盐 苹 取 的选 择 性 和 效 率 的 研 Ｇ ｏ 人Ｉ ｕ等 利用 双 水相 体 系 设 置 三步 萃 究 。 验 表 明 离 子 液 体 中烷 基 结 构 不 同 其 实 取 ， 妙 地 把 离 子 液 体 应 用 到 青 霉 素 的 萃 选 择 性 和 萃 取 性 亦 不 同 。 使 用 离 子 液 体 巧 在 取分 离过 程 中 。 第一 步通 过ＮａＨＰ 构造 Ｉ ， Ｏ 分 离 金 属 离 子 的研 究 中 ， 然 离 子 液 体 还 虽 ＰＥＧ的 双 水 相 溶 液 ， 青 霉 素 高 效 萃 取 到 存 在 着 一 些 不足 ： 把 如离 子 液 体 的 黏 度 大 ， 扩 Ｉ —ＰＥＧ相 。 二 步 ， 憎 水 性 的 离 子 液 体 散 慢 ， 响萃 取 分 离 的 效 率 ； 机 溶 剂随 水 第 把 影 有 【 Ｂｍｉ ＰＦ 引入 到双 水 相 中 ， 节ｐ ～９ ｍ］ 调 Ｈ８ ， 从 青 霉 素 中 萃 取 Ｉ ＥＧ。 三 步 ， 过 调 节 —Ｐ 第 通 ｐ ． ～６， ［ｍＩ ＰＦ 相 中的 Ｉ Ｈ５ ５ 把 Ｂ ｍ］ ＰＥ Ｇ释 放 到 水 相 中 。 过 程 也 是 绿 色 清 洁过 程 ， 够 此 能 有 效 回 收利 用 离子 液 体 和 Ｉ ＥＧ。 Ｐ 栩 的夹 糟 流 失导 致 成 本增 加 ； 取后 的 金 萃 属 溶 液 受 到 了 有 机 化 合 物 的 污 染 ； 及 离 以 子液 体 萃取 剂 与 被 取 物 分 离 困难等 等 。 但 其 绿 色 和 高 效 的 特 点 已 经 引 起 人 们 的 注 意。
离子液体及聚离子液体的吸附分离性能研究
离子液体及其聚合物的吸附分离性能研究摘要：综述了近年来离子液体及其聚合物在吸附分离性能方面的研究进展。
离子液体是目前广泛认同的绿色分离溶剂，其性质和用途与其结构紧密联系，可以改变阴、阳离子的组合来改变离子液体的性质及用作各方面的应用。
本文综述了不同离子离子液体及其聚合物在萃取、渗透汽化方面的应用，简述了不同阴阳离子结构及不同试剂对其吸附分离性能的影响关键词：离子液体；萃取；渗透汽化；分离性能1、引言近年来，作为一类环境友好的化合物，室温离子液体的研究备受关注。
离子液体(ionic liquids)就是在室温(或稍高于室温)下呈液态的仅由离子所组成的液体，又称“室温熔融盐”(Room temperature molten Salts)，室温离子液体(Room temperature ionic liquids) 等[1]。
室温离子液体是一种由含氮杂环的有机阳离子和一种无机阴离子（表1）组成的盐，可以通过选择合适的阳离子、阴离子和配体，调变离子液体的化学、物理性能。
Table 1. A part of cation and anions for ionic liquids[2]2、离子液体2.1 离子液体的吸附性能1）紫外分光光度法测量离子液体的吸附性能通常，可采用将离子液体加入待吸附溶液并置于恒温振荡器中振荡吸附，平衡后静置，待两相完全分层后，取上清液，用紫外分光光度法测定化合物的浓度[4]。
张娟娟[5]等研究了吸附时间、固液比、样品浓度对N-甲基咪唑键合硅胶固定化离子液体( SilprMim)吸附黄酮类化合物性能的影响。
图1. 吸附效率随时间（a）、随固液比（b）和样品浓度（c）的变化曲线Fig1. Variation curve of adsorption efficiency vs time (a). solid-liquid ratio(b) and analytes concentration(c)(■) Quercetin; (▼) Luteolin; (★) Genistein;由图1a可知，随着时间的延长，SilprMim对3种化合物的吸附效率呈上升趋势，并且染料木素、木犀草素和槲皮素均在30 min内达到最大吸附效率。
离子液体支撑液膜用于有机物分离的研究进展
究 的热 点之 一 ， 在有 机 混 合 物 分 离 提 取 等 领 域 具 有
广 阔 的应用 前景 ．
支撑 液 膜 中 的离 子 液 体 多 使 用 第 一类 阳离子 ． 其 中 Ｒ】 Ｃ ， ２一 ＣＨ２ 一 Ｈ３ Ｒ ＣＨ３ ＣＨ２ ３ ，（ ）ＣＨ３或 （ ＣＨ。 ）ＣＨ。 ．构 成 离 子 液 体 常 见 的 阴 离 子 有
膜 的孔 道形 成 的 ． 目前 支 撑 液膜 被 研 究 用 于气 体 分
离 、 水处 理 、 废 金属 离 子提 取… 、 有机 物分 离 ］生物 、 医药 物质 的分 离和 提取 ＿ 等 过程 ． 是 ， ３ ］ 但 由于膜 液易 挥 发 或 易 溶 解 在 分 离 料 液 中 导 致 膜 稳 定 性 下
４ 一氮环 己烷 等 一 系 列 物 质 透 过 未 固定 的 离 子 液 体 和 固 定化 的离 子液 体 膜 两 个 过 程 进 行 比较 ． 果 表 结 明 ， 离子 液体 相 同而 固体 多孔 膜 材料 不 同 ， 者 固 在 或
体 多孔 膜材 料相 同 而离 子 液 体 不 同时 ， 种 物 质 的 每 透过 速 率和 选择 性都 存 在 明显差 异 ．
要 制 备性 能优 良 、 定 性 高 的离 子 液体 支 撑 液 稳
收稿 日期 ：２０ —９２ ；修改稿 收到 日期 ：２ １—２０ ０ ９０ —６ ０ ００ —１
基 金项 目：国家 自然科 学基金面上项 目（０ ７０ ５ ３ ８ １ ５ ） 江苏省 自然科学基 金项 目（ Ｋ２ ０ ２ ５ ２ ７ ６ ６ ，０ ０ ５ ２ ； Ｂ ０８７ ） 作者简介 ：丁少杰 （ ９ ４） 女 ， １ ８ 一 ． 山西人 ， 士生 ， 硕 从事 膜分 离技术研究 ＊ 联系人 （－ｊ＠１ ３ ＣＩ｝ １ｎｕ ６． Ｏ １ ｎ
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离子液体在分离中的应用研究进展
摘要:室温离子液体作为一种重要的绿色溶剂,由于在金属离子、小分子有机物的萃取分离,气体吸附分离以及作为液相和气相色谱固定相等许多分离过程中体现出高分离效率和高选择性的特点,正在成为分离科学研究的前沿领域。
文章总结了室温离子液体在分离科学领域中的应用进展,并对其应用领域和发展前景做了展望。
关键词:离子液体分离进展
目前研究的离子液体的阳离子主要有1,3-二烷基取代的咪唑离子(简记为[R1R3Im]+)、N-烷基取代的吡啶离子[RPy]+、烷基季铵离子[NRxH4-x]+和烷基季鳞离子[PRxH4-x]+等四类,如图1所示,阴离子主要包括BF4-、PF6-、Tf2N-、TA-、NO-、EtSO4-等。
本文拟对离子液体在萃取分离领域应用概况作一介绍(如图1）。
1 离子液体萃取分离有机物
Guo等人[4]利用双水相体系设置三步萃取,巧妙地把离子液体应用到青霉素的萃取分离过程中。
第一步通过Na2HPO4构造I-PEG的双水相溶液,把青霉素高效萃取到I-PEG相。
第二步,把憎水性的离子液体[Bmim]PF6引入到双水相中,调节pH8～9,从青霉素中萃取I-PEG。
第三步,通过调节pH5.5～6,把[BmIm]PF6相中的I-PEG释放到水相中。
此过程也是绿色清洁过程,能够有效回收利用离子液体和I-PEG。
2 离子液体在萃取分离金属离子的应用
最早使用离子液体进行金属离子的萃取研究的Visser等人。
他们用离子液体作溶剂,以二环己-18-冠-6为萃取剂,将Na+、Cs+、Sr+,从水溶液萃取到1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[Cnmin][PF6](n=4,6)中。
其研究结果表明:以离子液体为萃取溶剂的液一液分离中,最终金届离子的分配系数取决于萃取剂的疏水性和水棚的组成。
离子液体的疏水性不仅对其溶解反应物很重要,而且对其用作溶剂萃取回收产品也有影响。
离子液体巾水的含量影响反应速度和反应选择性。
水在离子液体中溶解度是影响离子液体工业应用的重要因素之一。
离子应用一个潜在的问题是离子液体可能通过废水进入环境。
所以,在萃取分离金属离子时,萃取溶剂最好选用与水不溶且对被萃取金属又易溶的离子液体。
与传统溶剂的性能相比,离子液体表现出不寻常的性能和复杂的分配机理。
Visser等人为进一步开发离子液体在金属离子萃取分离
小的应用,采用了其他一些常用的有机、无机萃取剂,将Hg2+、Cd2+、Co2+、Ni2+萃取到离子液体中。
实验证明:金属离子埘疏水相的亲和力必须依靠萃取剂来实现。
Cun等以二环己基-l8-冠-6为萃取剂,报告了一系列离子液体[Cnmin][PF6](n=4～9)为萃取溶剂对竞争性强碱金属盐苹取的选择性和效率的研究。
实验表明离子液体中烷基结构不同其选择性和萃取性亦不同。
在使用离子液体分离金属离子的研究中,虽然离子液体还存在着一些不足:如离子液体的黏度大,扩散慢,影响萃取分离的效率;有机溶剂随水栩的夹糟流失导致成本增加;萃取后的金属溶液受到了有机化合物的污染;以及离子液体萃取剂与被取物分离困难等等。
但其绿色和高效的特点已经引起人们的注意。
3 离子液体在萃取生物分子中的应用
离子液体还被应用于生物萃取过程,从水溶液中提取出有机生物燃料。
Y ulia等研究了浓缩的离子液体[Bmim][BF4]作为流动相用于分离核酸。
氨基酸,Trp,Gly,Ala,Leu在pH=1.5～4.0(Lys和Arg在pH1.5～5.5)下被有效地从水溶液中萃取到含二环已烷-18-冠-6的[Bmim][PF6]离子液体中,亲水能力强的氨基酸和亲水能力弱的氨基酸萃取效率一样好(92％～96％),在萃取过程中氨基酸和冠醚的比率为1/1(Leu,Ala 和Gly),双正离子Arg和Lys的为1/2。
该离子液体萃取系统成功用于从药用样品和发酵池中回收氨基酸,并可用荧光测定法测定。
刘庆芬等成功利用离子液体的双水相体系萃取了青霉素。
顾彦龙等采用离子
液体和醇的互溶体系,实现了牛磺酸和Na2SO4两种在生产中共生的固体混合物的分离。
4 离子液体在气体分离体系中的应用
Brennecke[9]等考察了几种不同的气体在[C4mim][PF6]中的溶解性,顺序依次为C2H4≈C2H6>Ar≈O2>>H2,N2≈CO,因此可有效的用于CO2同H2,N2及CO混合气体的分离。
在考察气体在单一离子液体中的溶解性及热力学性质工作的基础上,Shen[10]等发现聚合离子液体对气体亦存在较强吸附作用,将3种不同聚合离子液体(图2)聚[1-(4-乙烯基苄基)-3-丁基咪唑四氟酸]
P(VBIT)、聚[1-(4-乙烯基苄基)-3-丁基咪唑六氟磷酸]P(VBIH)、聚[1-(2-甲基丙烯酰氧)乙基-3-丁基咪唑四氟硼酸]P(BIMT)同[C4mim][BF4]及相应离子液体单体(VBIT,VBIH,BIMT)对CO2的吸附情况进行了比较,结果表明聚合离子液体吸附量最大,依次相当于[C4mim][BF4]的2.1,1.7,1.4倍;BIMT与[C4mim][BF4]相近,而VBIT与VBIH对CO2几乎没有吸收。
以上离子液体对气体的吸附主要依赖于分子之问较强的物理吸附作用。
5 结论与展望
离子液体在分离领域最新的研究进展中,探索其高效性和高选择
性仍然是今后研究的核心问题,努力探索其工业化应用也是一个重要的内容。
今后,下述领域将是分离科学研究的主要方向:(1)设计和合成粘度低、任务专一、高效功能化离子液体;(2)选择合适的载体将离子液体固定,探索分离新模式;(3)深入探讨亲水性离子液体一盐双水相体系回收离子液体的方法;(4)在实验室研究的基础上,逐渐完善工程化应用的数据库,创建若干离子液体的工业应用示范项目,建立一个动态的有效的评估方法。
参考文献
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[2]李汝雄,王建基.绿色溶剂-离子液体的制备与应用[J].化工进展,2002,1:41～48.
[3]ANTHONY J L,MAGINN E J,BRENNECKE J F. [J].J Phys Chem B,2002,106:7315～7320．。