[发明专利]一种利用电渗析浓缩离子液体的方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种通过离子液体的阴阳离子在电 场作用下定向运动并选择性透过离子交换膜而达到浓缩离子液体的方法。

背景技术

离子液体是完全由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态 的物质，离子液体往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能，目前所研究的 离子液体均是由阴阳离子共同组合而成的液态介质，依据阳离子的不同可以将 室温离子液体分为季胺盐类、季膦盐、咪唑类、吡啶类、噻吩类、三氮唑类、 塞唑啉类、吡咯啉类、胍盐类等。根据阴离子的组成可将离子液体分成两大类： 一类是组成可调的氯酸铝类离子液体；一类是组成固定、大多数对水稳定的其 他阴离子型离子液体，其阴离子主要包括BF₄^-、PF₆^-、CF₃COO^-、(CF₃SO₂)₂N^-等。 根据离子液体在水中的溶解度的不同，大体上可以将离子液体分为亲水性的离 子液体和疏水性的离子液体。前者如：[BMIm]BF₄、[EMIm]BF₄、[EMIm]Cl等， 后者如[BMIm]PF₆、[OMIm]PF₆、[OMIm]SbF₆等。

离子液体是从传统的高温熔盐演变而来的，但与一般的离子化合物有着非 常不同的性质和行为，最大的区别在于一般离子化合物只有在高温状态下才能 变成液态，而离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态，与传统的有机溶 剂相比，离子液体具有：液体状态温度范围宽，从低于或接近室温到300℃，且具 有良好的物理和化学稳定性；蒸气压低，不易挥发，消除了VOC(Volatile Organic Compounds)环境污染问题；对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力。 且具有溶剂和催化剂的双重功能。可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体， 具有较大的极性可调控，粘度低，密度大，可以形成二相或多相体系，适合作分离 溶剂或构成反应-分离耦合新体系等优点。由于离子液体的这些特殊性质和表现， 它被认为是绿色溶剂，具有广阔的应用前景。

离子液体的应用已经受到国内外研究学者的广泛关注，在分离科学、有机 合成、电化学、能源、生命科学等领域已表现出良好的应用前景。根据离子液 体的特性，目前离子液体的应用研究领域为：分离过程、电化学、化学反应(特 别是催化反应)等三个方面。但由于离子液体价格昂贵，限制了其在工业上的 大规模应用，如能有效将离子液体进行回收，将大大降低成本，目前还没有找 到简便经济且回收效果令人满意的办法。

电渗析脱盐技术已广泛应用于海水淡化和污水处理过程，具有操作简便、 无环境污染、成本低廉且易于实现规模化操作等优点。目前国内外还没有通过 电渗析浓缩离子液体的的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于解决离子液体回收困难的问题，而提供一种利用电渗析 脱盐浓缩离子液体的方法。本发明方法能有效的浓缩离子液体，在常温、无相 变条件下实现浓缩的目的，且成本低，无污染，能耗低。

本发明所提供的一种利用电渗析浓缩离子液体的方法，包括以下步骤：

将质量百分含量≤10％的亲水性离子液体的水溶液作为淡室液，以亲水性离 子液体的水溶液为浓室初始溶液，以硫酸钠水溶液为阴、阳极室溶液，调节淡 室流量为40～100L/h，在操作电压为6～12V的直流电场作用下，运行至浓室 液离子液体的质量百分含量为5～30％时，停止运行。

其中，所述的亲水性离子液体的阳离子为季胺盐类、季膦盐、咪唑类、吡 啶类、噻吩类、三氮唑类、塞唑啉类、吡咯啉类或胍盐类中的一种或几种的混 合；阴离子为卤素、[NO₃]^-、BF₄^-或CF₃COO^-中的一种或几种的混合。

本发明的原理如下：