离子液体推动相分离技术的进步

在分离科学中离子液体的作用越来越突出。“相”这个概念对离子液体而言是有ぷ别于水或有机溶剂的。离子液体╳的相行为会随着其阳离子得失一个电子,或当离子液体在一定的温度√变换时发生变化,这些变化的不仅仅是物理的变化,还可能是化学的变化。正是这样的化学★变化.相变化的交织使离子液体的功能远大于普通▽传统溶剂,在实际应用中可以设计一些非常奇妙的相分离过程。
比如BASF开发的BASIL过程,这是首次利用离子液体相分离的工业化应用。我们发现,烷氧∑基苯基膦生产过程中,电中性的1-甲基咪唑作为催化剂,加△速了反应速率。该过程的副产物是酸,传统上酸用胺来中和形成◎固态的盐。固体的盐和液体产物混为胶●状分离在传统化工中十分困难。巧妙的是,1-甲基咪唑得到一个质子就是离子液体阳离子,因此它可以作为副产物々酸的接受剂,形¤成离子液体,与产物◥自动分成两相。相变与质子☆传递的同时发生,有效避免了传统工艺过程中胺和酸中◥和形成固体盐引起的一系列反应物混合、传热以及分离等工业上的难题。反应产物的分离变得相当容易。新工艺将生产烷氧基苯基膦的时≡空收率提高了8万倍。
离子液体的出现,因其无污染》的特点,人们纷纷就离子液体对气体吸收做了很多◢研究,利用离子液体结构可调变实现功能化的吸收酸性或碱性气体。对于中性如甲烷气体〖的吸收研究也有了突破。因为ξ照常理讲,甲烷是典型的非极性分子,离子液体是典型的极性溶♂剂。实际上我们发现季铵◥系列阳离子对甲烷有很好的溶解能力。这一发现的理论依据是辛烷是『良好的甲烷溶剂,所以室温条件下,液态[N8888]Tf2N能吸收甲烷气体形成甲烷-离子液体复合物。而且,利用离子液体状态随温度的变化,这一溶解过程可复合甲烷气体的固化,实现甲烷气体的存储。[N8888]Tf2N的离←子液体常温下是液体。降至0℃,复合物固化,甲烷稳定地存储在固体当中。加热,固化的复合物融化,甲烷╲被重新释放出。

利用离子液体和水等绿色溶剂构成两相反应体系来简化分离〒将是未来研究的重点。工业过程中,物料的循卐环、分离是非常耗能的步骤。尽管离子液体可经设计实现功能化然后实※现分相,但目前我们对于离子液体在流动体系中实现分相、分∏离的效率(速率)还知之甚少。随着研究的深入,离子液体必将▂引起分离科学的革命和化学工业▃的变革。

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