[发明专利]一种离子液体在化工分离技术中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及化工分离技术领域，具体涉及一种离子液体在化工分离技术中的应用。

背景技术

化工分离技术是化学工程的一个重要分支,任何化工生产过程都离不开这种技术。一种典型的化工过程，从原料的精制，中间产物的分离，产品的提纯和废水、废气的处理都有赖于化工分离技术。绝大多数反应过程的原料和反应所得到的产物都是混合物,需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯。无论是石油炼制、塑料化纤、湿法冶金、同位素分离,还是生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。传统的分离技术在许多的方面存在不足，如分离设备庞大、复杂，分离过程常在高压、高温下进行，大部分的溶剂蒸汽压高，易挥发，易燃易爆，操作有一定的危险性，且溶剂的溶解性不好，一种溶剂只能溶解一种或一类的有机物，在化工生产应用中受到限制等缺点。

离子液体作为一种新型环保溶剂有望代替传统的有机溶剂，解决传统分离技术中的缺点和不足，实现绿色化学中绿色原料、绿色溶剂的需要。离子液体(ionicliquids)就是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的，在室温(或稍高于室温的温度)下呈液态的离子体系，或者说，离子液体是仅由离子所组成的液体。与传统溶剂相比，它具有许多优良性能，在化学合成、电化学、萃取分离、材料制备等诸多领域的应用日益被世人所关注，被认为是能在许领域代替易挥发的有机溶剂的绿色溶剂。离子液体的制备简便，价格相对便宜；几乎无蒸汽压、不挥发、不燃、不爆炸，因此可彻底消除因挥发而产生的环境污染问题；熔点低，呈液态的温度范围广，化学和热稳定性较好，通常在高达300℃时不分解；溶解性很好，能溶解许多有机物，如有机、无机、金属有机化合物和高分子材料，也可以延长许多不稳定物种，如[RuCl₆]^3－、[ZrCl₆]^2－等的寿命；分离结束后的产物处理简单，离子液体可循环使用。

发明内容

本发明的目的是解决现有分离技术的缺点，提供一种操作过程简单、反应物易得、费用便宜、无须复杂设备且对环境友好性的用离子液体高效地分离萃取方法。

本发明首先合成离子液体[bmim]PF₆。在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的500ml四口烧瓶中,在氮气保护下,加入61.5g(0.75mol)的N-甲基咪唑和1233g(0.90mol)溴代正丁烷(物质的量比1:1.2),并分别加入80ml的甲苯和环己烷,回流搅拌6h后停止反应,用倾倒法除去上层溶剂以及未反应的原料,下层油状液体趁热用乙酸乙酯洗涤3次,旋蒸，即得[Bmim]Br。将[Bmim]Br与KPF₆按物质的量比1:1.1加入到烧瓶中,再加入150mL丙酮,室温机械搅拌24h后,抽滤除掉KBr,旋蒸去丙酮得到淡黄色粘稠状液体,再加入150mLCH₂Cl₂,用去离子水少量多次洗涤至水相无Br^-(用AgNO₃溶液检验)。旋蒸除掉CH₂Cl₂及其中的少量水,得淡黄色透明的粘稠液体。将制得的离子液体在真空干燥箱中85℃,高真空干燥72h，即得到离子液体[bmim]PF₆。

一种[bmim]PF₆离子液体在化工分离操作中的方法，所述实验方法在烧杯中进行，取定量的含苯的衍生物的溶液，用稀盐酸或者氢氧化钠溶液调节溶液pH值至设定值后，加入一定量的[bmim]PF₆离子液体，室温下磁力搅拌反应60min，将处理后的水样调节pH值至7，然后离心分离，30min后取上层清液。用[bmim]PF₆离子液体萃取了低挥发性的苯的衍生物类有机化合物，离子液体不会污染萃取相和被萃物。

本发明的优点与效果是：

本方法中的离子液体的制备简便，几乎无蒸汽压、不挥发、不燃、不爆炸，因此可彻底消除由于挥发而产生的环境污染问题；熔点低，呈液态的温度范围广，化学和热稳定性较好；溶解性好，能溶解许多有机物，如有机、无机、金属有机化合物和高分子材料，分离结束后的产物处理简单，离子液体可循环使用。

附图说明

为让本发明的制备步骤明显易懂，附图的说明如下：

图1图示了依照本发明一实施方式的一种制备流程图。

具体实施方式