[发明专利]提纯亲水性离子液体的方法

说明书

技术领域

本发明属于离子液体回收提纯的领域，特别是涉及一种提纯亲水性离子液体的方法，具体地说是一种基于醇类的亲水性离子液体水溶液的提纯方法，实现亲水性离子液体的纯化。

背景技术

近十年来，离子液体作为“绿色溶剂”在实验室合成的离子液体已多达上百种，并被广泛应用于化工分离、有机合成、电化学、材料加工等领域的研究。比如离子液体已经用作纺丝、成型加工的绿色溶剂。该工艺涉及凝固、拉伸、水洗等多道工序，涉及大量离子液体的水溶液，特别是拉伸和水洗工序，离子液体浓度非常低，如果作为废水排放，则不仅提高生产成本，而且带来了环境污染，因此必须回收这部分离子液体。对于回收水溶液中低浓度的离子液体是个难题，至今缺乏可行的方法。

采用液-液萃取法、超临界流体萃取法等可以实现离子液体与常规溶剂的分离。Wasserscheid等(Wasserscheid P，et al.Ionic liquids-new″solutions″fortransition metal catalysis.Angewandte Chemie，2000，39，3773)用液-液萃取法分离离子液体时，发现找不到合适的溶剂，并且由于混溶性间隙小而同样不溶于萃取剂，因此在分离过程中损失了相当多的离子液体，而且存在相间的交叉污染，需要进一步的分离操作。Scurto等(Scurto AM，et al.Carbon dioxide induced separation of ionic liquidsand water.Chem.Comm.2003，572.)报道了用超临界CO₂流体萃取法回收水中的离子液体，但该方法技术要求比较苛刻，而且在工程上相对复杂，难以工业化。申请专利1944357公开了一种液液萃取回收离子液体的方法，但是该方法要经过酸化或碱化，水洗，脱色，脱水等工艺，过程复杂繁多。另外，也有用吸附方法来分离回收离子液体的方法。专利CN1931588A公开了一种通过色谱法离子交换回收离子液体，但是该方法需要使用反相硅胶，树脂，离子交换剂，沸石，氧化铝等多种物质，因此在分离离子液体的同时也难免带入其他杂质。

此外，膜分离技术也被应用到离子液体回收提纯领域。(Han S，et al.Applicationof organic solvent nanofiltration to separation of ionic liquids and products fromionic liquid mediated reactions.Chem Eng Res Des，2005，83，309)采用STARMEM^TM122纳滤膜成功地回收了反应体系中的离子液体CYPHOS IL 101和ECOENG500，不过回收过程中离子液体损耗比较大，根据物料平衡，CYPHOS IL 101和ECOENG500的得率只有70％。专利CN101219840A采用预处理，超滤，纳虑或反渗透联合减压蒸馏的方法从纺丝废液中回收离子液体；专利CN101392417公开了从一种回收纤维素纺丝废液中回收离子液体的方法，该方法在经过粗虑，陶瓷膜精虑以及阳离子交换树脂处理，纳虑或反渗透，得到离子液体水溶液，进一步减压蒸馏实现离子液体的回收。但是这两种方法工序复杂，膜的循环利用困难，成本高，回收的离子液体浓度不高，

另外，盐析同样也可以回收提纯离子液体。Gutowski等(Gutowski KE，Controllingthe aqueous miscibility of ionic liquids：aqueous biphasic systems ofwater-miscible ionic liquids and water-structuring salts for recycle，metathesis，and separations.J.Am.Chem.Soc.2003，125，6632)采用亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑盐酸盐([Bmim]Cl)和水合磷酸钾(K₃PO₄)形成上相富集离子液体和下相富集磷酸钾的双水相体系，该法在一定程度上浓缩了离子液体，但由于引入的无机盐，在浓缩离子液体水溶液的同时也引入杂质离子而污染离子液体。专利CN100406092C公开了一种水溶液中离子液体的富集工艺，利用盐的盐析作用，使离子液体和盐分别富集两相，从而得到分离目的。但是该方法加入的含磷无机盐的排放同样会照成环境污染。