一种新型的液液萃取技术-离子液体萃取

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。

离子液体在分散液液微萃取分离中的应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!离子液体在分散液液微萃取分离中的应用1. 引言离子液体因其优异的化学稳定性、独特的溶解性能和可调控的物化性质，在分散液液微萃取领域展示出广阔的应用前景。

离子液体单滴微萃取-高效液相色谱法测定水体中磺胺类药物吴翠琴;陈迪云;周爱菊;邓红梅;刘永慧【摘要】应用离子液体单滴微萃取(SDME)技术,建立了水体中7种磺胺类药物的高效液相色谱(HPLC)分析方法.考察了萃取剂种类与体积、萃取时间、搅拌速度、溶液pH值、盐浓度及萃取温度对萃取效率的影响.确定了最佳萃取条件为:利用9 μL-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C<,4MIM][PF<,6])离子液体作为萃取液滴,在搅拌速度为300r/min、萃取温度为50℃的条件下,对pH3,NaCl浓度为0.33g/mL 的10.0 mL水样萃取35 min.存最佳条件下,7种磺胺在0.005～2.000 mg/L浓度范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9994～0.9998;检出限为0.001～0.003 m/L(S/N=3);[C<,4MIM][PF<,6]对7种磺胺的富集倍数在22～107之间;5次平行测定的相对标准偏差为3.1%～5.6%;对自来水、江水、湖水和废水的加标回收率为84.3%～106%.%A novel method was developed for the determination of seven sulfonamides in water samples using ionic liquid-based single drop microextraction coupled with high performance liquid chromatography. The influence of extraction parameters including extraction solvent, volume of extraction solvent, extraction time, stirring speed, pH value, NaCl concentration of sample solution and extraction temperature were investigated. Using 9 μL 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([C4MIM][PF6])as extraction drop, 10. 0 mL aqueous sample with 0. 33 g/mL NaCl (pH 3) was extracted for 35 min with stirring at 300 r/min at 50 ℃. Under the optimal conditions,good linear relationships were obtained in the sulfonamides concentrations of 0. 005-2. 000 mg/L with the correlation coefficients of 0. 9994-0. 9998; the detectionlimits were 0. 001-0. 003 mg/L (S/N=3); the enrichment factors of[C4MIM][PF6] for the seven sulfonamides were from 22 to 107; the RSD of matrix spiked samples were 3.1％-5.6％(n=5). The proposed method was applied to the determination of the seven sulfonamides in tap, river, lake and waste water with recoveries of the seven sulfonamides in the range of 84.3％-106.0％.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2011(039)001【总页数】5页(P17-21)【关键词】离子液体;单滴微萃取;磺胺类药物;高效液相色谱【作者】吴翠琴;陈迪云;周爱菊;邓红梅;刘永慧【作者单位】广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;广州大学化学化工学院,广州,510006;广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;广州大学环境科学与工程学院,广州,510006【正文语种】中文磺胺类药物是指含有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物的总称，具有抗菌谱广、疗效强等优点，是目前水产养殖业中最常使用的抗生素之一，广泛用于鱼类的疖疮病、细菌性败血病、肠炎病、烂鳃病、弧菌病等的治疗［1］。

简述离子液体及其在萃取分离中的研究应用摘要：离子液体作为一种环境友好的新型绿色溶剂，具有独特的性质，目前已在萃取分离领域得到很好的研究和应用．本文重点介绍了离子液体在萃取分离有机物、金属离子、气体分子和生物分子方面的应用研究。

关键词：离子液体；萃取；分离；1.引言目前广泛应用的萃取分离技术有液相萃取、固相萃取、微波萃取、液膜萃取等．随着近几年绿色化学的兴起，离子液体作为继超临界流体CO2以来的又一新型溶剂，在样品前处理中分离、富集的应用也得到进一步发展，给传统的萃取分离注入了新的内容．离子液体是一类新型的绿色介质，具有不易挥发、导电性强、粘度大、蒸气压小、性质稳定、可设计性、对许多无机盐和有机物有良好的溶解性等优点，因而其应用领域非常广泛，目前离子液体已在萃取分离、电化学、化学、环境、生物技术、材料等诸多领域都得到开发和应用。

基于离子液体萃取效率高、可循环利用等优点，其在传统的萃取中的应用研究很多，并且具有广泛的应用前景。

2.离子液体简介2.1离子液体的结构和分类离子液体，又称室温离子液体，或室温熔融盐，是指在室温或接近室温时呈液态，并由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系．按照阴阳离子排列组合方式的不同，离子液体的种类有很多．目前通常根据有机阳离子母体的不同，将离子液体分为4类，分别是咪唑盐类(I)、季铵盐类(II)、吡啶盐类(Ⅲ)、季膦盐类(IV)[1]．离子液体的种类并不仅限于此，其他代表性的离子液体还有锍盐离子液体、手性离子液体，两性离子液体等。

2.2离子液体的特点与传统有机溶剂和电解质相比，离子液体的主要特点是：①蒸汽压低，不易挥发；②具有较大的稳定温度范围和较高的化学稳定性；③具有较大的结构可调性，适合用作分离溶剂；④具有介质和催化双重功能，对于许多无机和有机物质溶解性好；⑤离子液体作为电解质具有较大的电化学窗口、导电性、热稳定性和抗氧化性等[2]。

总之离子液体兼有液体与固体的功能特性，因此被称为“液体”分子筛．3.离子液体在萃取分离中的应用3.1离子液体萃取有机物离子液体蒸气压低，热稳定性好，液态范围广，对很多有机物有显著而不同的选择性，萃取完后可以分离萃取物循环使用。

现代科学仪器Modern Scientific Instruments第3期2010年6月N o.3 J u n. 2010123一种新的液液萃取模式-分散液液微萃取邓勃（清华大学化学系 北京 100084）摘　要　分散液-液微萃取是2006年才问世的一种新型微萃取技术。

它基于使用微量注射器将微升级萃取剂快速注入样液内，在分散剂-水相内形成萃取剂微珠，很大地扩展了有机萃取剂和水样之间相接触面, 大大加快了萃取平衡的速度，使目标化合物迅速萃入萃取剂微珠内，提高了萃取效率和富集倍数。

萃取富集操作与后续检测方法有很好的相容性，萃取相可直接进样气相色谱、高效液相色谱、薄层色谱、气相色谱-质谱、分光光度、火焰原子吸收光谱和电热原子吸收光谱，对目标化合物进行测定。

它不仅适用于痕量有机物的分离富集，也适用于痕量无机金属离子的分离富集，已成功地应用于各种坏境水样（包括高含盐量水样）、多种饮料、生物样品、煤和矿物样品中痕量组分的分离富集，是一种有发展前途的环境友好的分离富集技术。

关键词　分散液-液微萃取;溶剂萃取;样品制备;金属离子萃取;水分析;农药残留分析;衍生化-液液微萃取中图分类号　O65Ａ　Ｎｏｖｅｌ　Ｌｉｑｕｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅ－ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｌｉｑｕｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ　Ｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Deng Bo(Department of Chemistry,Tsinghua University,Beijing,100084)Abstract The dispersive liquid–liquid microextraction(DLLME) developed by Y .Assadi et al in 2006 was a new liq-uid/liquid extraction mode. In this mode, the appropriate mixture of extractant of μL level (such as, CH 2Cl 2,CHCl 3,CCl 4,C 2Cl 4, C 6H 5Cl or CS 2 etc) and disperser solvent (such as acetone, ethanol, methanol,acetonitrile or Tetrahydrofuran etc)are injected by microsyringe rapidly into the aqueous sample containing target compounds, forming a cloudy solution.In the solution many fi ne droplets of extractant dispersed entirely into aqueous phase. Due to very large surface area between ex-traction solvent and aqueous phase, transition of target compounds from aqueous phase to extraction solvent and achieving equilibrium state are very quickly.The advantages of DLLME method are simplicity of operation, rapidity, low cost, high recovery and enrichment factor as well as favorable compatibility of extraction phase with subsequent instrumental detec-tion methods such as GC,HPLC, GC–MS,FAAS,ETAAS etc.It has been applied to extraction separation and preconcentra-tion of trace organic compounds and inorganic metallic ions in environmental water samples, drinks, biological samples, coal and Minerals etc. DLLME is a very promising‘environment friendly’technique of separation and preconcentraction.Key words Dispersive liquid–liquid microextraction; Solvent extraction; Sample preparation Metal ions extraction; Water analysis; Pesicide residue analysis; Derivatization combined with DLLME收稿日期：2010-02-07作者简介：邓勃，清华大学化学系教授，主要从事原子吸收光谱分析和分析化学计量学的教学和研究工作液-液萃取作为有效的分离技术，已广泛地用于工业和分析化学中，但常规的液-液萃取处理样品量大，需使用大量的有机溶剂，由于有机溶剂的高挥发性、毒性和可燃性，造成环境污染和易引发安全事故。

2009 年 4 月 The Chinese Journal of Process Engineering Apr. 2009收稿日期：2008−11−21，修回日期：2009−01−05离子液体萃取精馏分离乙醇−环己烷共沸物王孝科， 田 敉(重庆科技学院化学化工学院，重庆 401331)摘 要：在0.101 MPa 压力下，测定了不同离子液体对乙醇−环己烷共沸物相对挥发度的影响，研究了溶剂比(萃取剂与原料液体积比)对体系相对挥发度、离子液体加入速率和回流比对萃取精馏的影响，按实验确定的最佳工艺条件进行了重复实验. 结果表明，离子液体作为萃取剂可以消除乙醇−环己烷物系的共沸点，提高该物系的相对挥发度. 采用[bmim]PF 6作为萃取剂，溶剂比为0.5，离子液体加入速率为6 mL/min ，回流比为3，可得到纯度大于99.8%的环己烷. 釜液采用闪蒸分离回收乙醇和离子液体，乙醇的回收率达99.9%以上. 离子液体的循环使用不影响分离性能. 关键词：离子液体；乙醇；环己烷；萃取精馏；共沸物中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2009)02−0269−051 前 言乙醇和环己烷作为重要的基础化工原料和有机溶剂，广泛应用于有机合成、医药等行业，具有重要的回收价值. 乙醇−环己烷是典型的二元共沸物系. 目前已经报道的分离乙醇−环己烷共沸物的方法主要有水萃取法[1−4]及空气辅助挥发冷凝过程分离法[5]. 水萃取法所得粗环己烷需经精馏提纯，且萃取后形成的乙醇、水仍为共沸物系，蒸馏至共沸组成后仍需共沸精馏或CaO 脱水才能制得无水乙醇. 空气辅助挥发冷凝过程分离法虽可直接通过普通精馏得到乙醇而不形成新的共沸物，但分离产物纯度普遍较低，分离不完全. 萃取精馏操作因其装置相对简单、可立足现有装置改装、处理量大等优点仍为最广泛使用的分离方法之一. 萃取剂的选择是萃取精馏分离过程的关键. 翟小伟等[6]以邻二甲苯为萃取剂，萃取精馏分离甲醇和碳酸二甲酯二元共沸物；崔现宝等[7]利用氯化钙乙二醇溶液作为萃取剂萃取精馏分离乙腈−水物系；张志刚等[8]利用N,N-二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺混合溶剂萃取精馏分离苯和环己烷. 但未见利用离子液体萃取精馏分离共沸物的报道.离子液体是一种新型绿色溶剂，由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，是在室温下呈液体状态的盐类. 离子液体作为一种电解质其产生的“盐效应”能改变液体组分间的相对挥发度，破坏共沸现象，提高精馏效率. 离子液体与有机组分相溶，不会在精馏塔板上结晶析出堵塞塔板，对塔板的腐蚀也可以忽略[9−12]. 因此，离子液体的应用为盐精馏技术带来了新的契机.本工作建立了离子液体−乙醇−环己烷体系气液平衡测定和分析方法，测定0.101 MPa 压力下不同离子液体对乙醇−环己烷共沸物相对挥发度的影响，选出合适的离子液体萃取剂；研究溶剂比对体系相对挥发度的影响；进行离子液体−乙醇−环己烷体系的萃取精馏实验，研究离子液体加入速率和回流比对萃取精馏的影响. 本研究旨在为离子液体萃取精馏的进一步研究和工业化提供部分实验数据.2 实 验2.1 试剂与仪器乙醇(成都市轻工贸易公司)、环己烷(广州智宇化工贸易有限公司)、1-氯丁烷(盐城海龙祥化工有限公司)、N-甲基咪唑(浙江凯乐化工有限公司)、四氟硼酸钠(浙江东阳利得医药化学有限公司)、六氟磷酸钠(盐城市虹艳化工有限公司)均为分析纯.瑞士Bruker Avance 400型核磁共振仪，北京分析仪器厂SQ-206型气相色谱仪. 2.2 实验装置2.2.1 气液平衡实验装置图1 气液平衡实验装置Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatusfor vapor −liquid equilibrium determination1. Three-necked flask 2,7. Sampling points 3,9. Thermometer 4. Condenser 5. Electromagnetic relay 6. Core 8. Electric heater如图1所示，在三颈烧瓶中加入待测物料，加热沸腾后，蒸汽经冷凝器冷凝回到三颈烧瓶. 一定时间后气液两相传质达到平衡，此时取样分析气相和釜液浓度，测定相同溶剂比下不同组分的气液平衡数据，绘制该溶剂比下气液平衡曲线. 改变溶剂比进行相同测定. 2.2.2 离子液体萃取精馏实验装置萃取精馏实验装置如图2所示. 间歇操作，用二颈烧瓶为塔釜，精馏柱直径为30 mm ，长500 mm ，精馏柱内填料为3 mm 的不锈钢三角填料，填充高度为450 mm. 将欲分离组分乙醇、环己烷按一定比例加入塔釜中，加热全回流一段时间后，将萃取剂预热后从塔顶加入，继续全回流一段时间，调节回流比，在萃取剂的作用下，环己烷与乙醇和萃取剂分离，环己烷作为轻组分从塔顶馏出，釜液为乙醇和萃取剂. 将釜液再在塔中进行闪蒸，分离回收乙醇和萃取剂.图2 萃取精馏实验装置Fig.2 Schematic diagram of experimental apparatusfor extractive distillation2.3 离子液体的制备离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[bmim]Cl, 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim]BF 4和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF 6参照文献[13]的方法制备. 2.4 分析条件及方法采用气相色谱仪对试样组成进行分析. 分析条件：SE-30型石英毛细管柱(60 m ×0.32 mm)，FID 检测，氢气流速20 mL/min ，空气流速150 mL/min ，氮气流速40 mL/min ，检测室温度200℃，柱初温70℃，以16℃/min 的速率升温至130℃. 2.5 气液平衡装置的校核在0.101 MPa 压力下测定乙醇−环己烷二元物系的气液平衡数据，并与文献值[14]进行比较，见表1.由表1可知，该物系的实验测定值y 1与文献值的相对偏差Δy 的平均值为0.4273%，二者吻合较好，该气液平衡装置可靠.表1 乙醇(1)−环己烷(2)二元系统气液平衡数据Table 1 Vapor −liquid equilibrium data ofethanol (1)−cyclohexane (2) systemNo.T (℃) x 11) y 1,exp 2) y 1,liter 3) Δy 4) (%)ln γ1/γ2 1 74.28 0.95130.8634 0.8598 0.4187 2.49572 72.48 0.90390.7928 0.7892 0.4562 1.73863 70.72 0.83640.7276 0.7249 0.3725 1.11354 68.94 0.73990.6575 0.6548 0.41230.50155 67.15 0.62340.5994 0.5965 0.4862−0.00286 65.74 0.46470.5272 0.5252 0.3808−0.32417 65.04 0.38530.5259 0.5234 0.4776−0.67708 64.33 0.30590.5634 0.5607 0.4815−0.97129 64.94 0.18760.5551 0.5530 0.3797−1.229110 65.24 0.11040.5562 0.5538 0.4334−1.481311 65.54 0.04430.4996 0.4976 0.4019−1.7121Note: 1) Molar fraction of ethanol in liquid phase; 2) Molar fraction ofethanol in vapor phase (experimental data); 3) Molar fraction of ethanol in vapor phase (literature data); 4) Mean relative deviation; γ1 is activity coefficient of ethanol, and γ2 activity coefficient of cyclohexane.3 结果及讨论3.1 热力学一致性检验用Herrington 法[15]检验该等压体系气液平衡数据的热力学一致性. 以ln γ1/γ2对x 1作图，得图3. 经积分计算，偏差D =3.52，偏差J =9.56，D <J ，此气液平衡数据符合热力学一致性.图3 热力学一致性检验(0.101 MPa)Fig.3 The result of thermodynamic consistency (0.101 MPa)3.2 萃取剂的选择分别采用水及3种离子液体[bmim]Cl, [bmim]BF 4和[bmim]PF 6作为萃取剂，考察乙醇(1)−环己烷(2)物系气液相组成，计算物系相对挥发度α12，结果如表2所示. 由表2可知，在乙醇−环己烷共沸物系中加入水及3种离子液体均能使体系的相对挥发度增加，但离子液体增加更明显. 这是因为离子液体完全由正负离子组成，是强电解质，与极性的乙醇溶剂化作用强，引起乙醇的挥发度下降，从而改变了两组分的相对挥发度. 由此表明离子液体的“盐效应”可以显著提高组分的相对1. Two-necked flask2. Collect bottle3. Vapor phase discharge port4. Condenser 5,9. Thermometer 6. Drop funnel7. Glass rectification column 8. Electric heat wire 10. Electric heater0.00.20.40.60.8 1.0-2-10123l n γ1/γ2x 1第2期 王孝科等：离子液体萃取精馏分离乙醇−环己烷共沸物 271挥发度，消除共沸现象. 在3种离子液体中，[bmim]PF 6的效果最好，能使体系相对挥发度提高到4.94，比用水作萃取剂提高了2.06，这与乙醇在[bmim]PF 6中的溶解度最大有关. 实验选择[bmim]PF 6为萃取剂.表2 萃取剂对相对挥发度的影响Table 2 Effect of different extractants on the relativevolatility of cyclohexane to ethanolExtractant T (℃) x '1y '1α12 H 2O 84.6 0.2889 0.5388 2.88 [bmim]Cl 88.2 0.3649 0.6756 3.62 [bmim]BF 4 88.9 0.3512 0.6724 3.79 [bmim]PF 6 88.5 0.3686 0.7424 4.94 Note: 1) Molar fraction of cyclohexane in liquid phase (solvent free);2) Molar fraction of cyclohexane in vapor phase (solvent free).3.3 溶剂比对体系相对挥发度的影响测定离子液体[bmim]PF 6萃取精馏和水常规萃取精馏2种操作条件下，不同溶剂比(萃取剂与原料液体积比)对乙醇−环己烷物系相对挥发度的影响，如图4所示.图4 溶剂比对相对挥发度的影响Fig.4 Effect of solvent ratio on the relative volatilityof cyclohexane to ethanol从图4可知，体系相对挥发度均随溶剂比增大而增大. 对[bmim]PF 6萃取精馏，溶剂比在0.1∼0.5区间内α12变化速率最大，超过0.5以后α12变化速率渐趋平缓. 可见[bmim]PF 6萃取精馏的溶剂比为0.5左右较合适.图中还显示水常规萃取精馏最佳溶剂比在 1.1左右，也即在相同操作条件下，离子液体萃取精馏所需溶剂比远小于常规萃取精馏，克服了常规萃取精馏萃取剂耗量过大的缺点.3.4 离子液体加入速率对萃取精馏的影响投入物料192 mL(含环己烷约 1.241 mol)，以[bmim]PF 6为萃取剂，控制回流比为3，改变离子液体的进料速率，测试离子液体加入速率对塔顶馏分环己烷纯度(摩尔分率)及产量(萃取精馏过程得到的累积产品量，mol)的影响，结果如图5所示.由图5可知，随着离子液体加入速率的加快，塔顶环己烷的纯度和产量也在不断提高. 尤其是在加入初期，塔顶环己烷纯度和产量增大特别明显，但随后增幅逐渐变小. 综合经济因素，离子液体加入速率控制在 6 mL/min 左右较为合适.图5 离子液体加入速率对环己烷纯度和产量的影响Fig.5 Effect of flow rate of ionic liquid on purity andoutput of cyclohexane从离子液体萃取精馏实验可以看出，加入离子液体后，颠倒了乙醇和环己烷的馏出顺序. 虽然环己烷的沸点(80.8℃)比乙醇(78.4℃)高，但环己烷在离子液体萃取精馏中却成为轻组分，首先在塔顶作为产品馏出. 乙醇在离子液体中的溶解度大于环己烷是因为醇分子的极性远大于环己烷，离子液体与醇分子间的相互作用远超过离子液体与环己烷分子的作用，所以可以认为溶剂化反应主要发生在离子液体与醇之间. 利用这一点通过液液萃取可实现环己烷与乙醇的分离. 3.5 回流比对离子液体萃取精馏的影响对于普通精馏，提高馏出产品纯度最常见的有力措施是提高操作回流比. 而离子液体萃取精馏过程中因为有离子液体的加入，因而增大回流比对离子液体萃取精馏和普通精馏所产生的效果是不一样的.投入物料192 mL(含环己烷约 1.241 mol)，以[bmim]PF 6为萃取剂，进料速率控制在6 mL/min ，改变回流比，对乙醇−环己烷共沸物系进行萃取精馏实验，实验结果如图6所示.从图6可知，回流比R <3时对塔顶环己烷纯度和产量的影响较大；但R >3时，塔顶环己烷纯度和产量则几乎不受其影响. 这是因为回流比增大，虽提高了分离能力，但同时使单位时间内回到塔体的液相增加，一定程度上降低了溶剂比，从而降低了离子液体对原料液的作用. 可见，增大回流比对离子液体萃取精馏的影响程度不如普通精馏，故回流比定在3左右比较合理.0.00.20.40.60.81.01.21.41.61234567R e l a t i v e v o l a t i l i t y , α12Solvent ratio234567891011808590951001.001.051.101.151.201.25O u t p u t (m o l )M o l e f r a c t i o n o f c y c l o h e x a n e (%)Flow rate of ionic liquid (mL/min)272 过 程 工 程 学 报 第9卷图6 回流比对环己烷纯度和产量的影响Fig.6 Effect of reflux ratio on output and purity of cyclohexane3.6 优化实验按上述实验确定的最佳工艺条件，即投入物料192 mL(含环己烷约1.241 mol)，采用[bmim]PF 6作萃取剂，控制溶剂比在0.5，离子液体加入速率为6 mL/min ，回流比为3，进行重复实验，结果见表3.表3 最佳工艺条件下塔顶馏分的产量和纯度 Table 3 Purity and output of cyclohexane underoptimum process conditionsNo. Output (mol) Molar fraction of cyclohexane (%)1 1.239 99.852 1.238 99.843 1.240 99.864 1.238 99.845 1.239 99.85 Average value 1.23999.85数据表明，在离子液体萃取精馏塔顶可得到纯度大于99.8%的环己烷，与文献报道的分离效果相比有较大提高. 故实验所选工艺条件可行. 3.7 塔釜液的分离与回收萃取精馏结束后，塔釜液主要为乙醇和离子液体[bmim]PF 6. 由于离子液体沸点高，热稳定性好，饱和蒸汽压接近0，因而乙醇和离子液体可通过闪蒸操作进行分离.实验过程中，称量乙醇加入量E 1与回收量E 2，由此计算出乙醇的回收率，见表 4. 由表可知，乙醇和离子液体[bmim]PF 6混合物通过闪蒸操作可得到完全分离.表4 乙醇的回收率Table 4 The recovery rate of ethanolNo. E 11) (mol) E 22) (mol) Recovery rate (%) 1 1.178 1.177 99.95 2 1.198 1.197 99.94 3 1.215 1.214 99.94 4 1.248 1.247 99.93 5 1.254 1.253 99.95 Note: 1) The amount of ethanol addition; 2) The amount of recoveredethanol.3.8 离子液体的循环使用将回收的离子液体[bmim]PF 6加热真空干燥后，继续作为下一次萃取精馏实验的萃取剂，多次循环使用结果见表5. 可见离子液体循环使用不影响其分离性能.表5 离子液体[bmim]PF 6循环使用对分离性能的影响 Table 5 Effect of [bmim]PF 6 circulating usage onseparation performanceCycle index Molar fraction of cyclohexane (%)1 99.86 10 99.85 20 99.86 30 99.85 40 99.85 50 99.864 结 论利用离子液体萃取精馏对乙醇−环己烷共沸物进行分离，在0.101 MPa 压力下，测定了不同离子液体对乙醇−环己烷共沸物相对挥发度的影响，研究了溶剂比对体系相对挥发度、离子液体加入速率和回流比对萃取精馏的影响，得到如下结论：(1) 在3种离子液体[bmim]Cl, [bmim]BF 4和[bmim]PF 6中，对乙醇−环己烷物系相对挥发度提高最大的是[bmim]PF 6.(2) 离子液体[bmim]PF 6萃取精馏所需溶剂比小于用水作萃取剂的常规萃取精馏，克服了常规萃取精馏萃取剂耗量过大的缺点.(3) 离子液体[bmim]PF 6萃取精馏塔最佳的工艺条件为：溶剂比0.5，离子液体加入速率6 mL/min ，回流比 3. 在此条件下，萃取精馏塔顶馏分中环己烷的摩尔分数可达99.8%以上.(4) 釜液采用闪蒸可完全分离乙醇和离子液体，乙醇的回收率达99.9%以上. 离子液体循环使用不影响其分离性能.参考文献：[1] 杨会玲. 实验室乙醇−环己烷废液的回收与利用 [J]. 化学工程师,2004, 18(3): 53−55.[2] 李威，胡国强，初中江. 乙醇−环己烷混合物的分离与回收 [J]. 辽宁石油化工高等专科学校学报, 1999, 15(3): 32−36.[3] 翁雅彤，胡国强. 乙醇环己烷废液的回收 [J]. 辽宁城乡环境科技,1999, 19(6): 45−47.[4] 吴也平，郝治湘，侯近龙，等. 实验废液中环己烷回收的研究 [J].齐齐哈尔大学学报, 2003, 19(1): 23−25.[5] 穆钰君，黄崇顺，宋爽. 空气辅助挥发冷凝过程分离环己烷−乙醇[J]. 化工进展, 2008, 27(6): 922−927.[6] 翟小伟，杨伯伦，邱鹏，等. 萃取精馏分离甲醇和碳酸二甲酯二元共沸物 [J]. 西安交通大学学报, 2008, 42(1): 91−95.[7] 崔现宝，李杨，冯天扬. 加盐萃取精馏分离乙腈−水物系 [J]. 石油化工, 2007, 36(12): 1229−1233.[8] 张志刚，徐世民，张卫江，等. 萃取精馏分离苯和环己烷的二元123456808590951001.001.051.101.151.201.25O u t p u t (m o l )M o l e f r a c t i o n o f c y c l o h e x a n e (%)Reflux ratio第2期 王孝科等：离子液体萃取精馏分离乙醇−环己烷共沸物273混合溶剂 [J]. 天津大学学报, 2006, 39(4): 424−427.[9] 徐爱梅，孙晓琦，佘振宝，等. 室温离子液体在分离科学研究中的新进展 [J]. 分子科学学报, 2006, 22(5): 287−293.[10] 石家华，孙逊，杨春和，等. 离子液体研究进展 [J]. 化学通报,2002, 65(4): 243−250.[11] 陈晓伟，包宗宏. 室温离子液体的应用进展 [J]. 精细石油化工,2006, 23(2): 60−64.[12] 朱吉钦，陈健，费维扬. 新型离子液体用于芳烃、烯烃与烷烃分离的初步研究 [J]. 化工学报, 2004, 55(2): 2091−2094. [13] Huddleston J G, Visser A E, Reichert W M, et al. Characterizationand Comparison of Hydrophilic and Hydrophobic Room Temperature Ionic Liquids Incorporating the Imidazolium Cation [J]. Green Chem., 2001, 3(4): 156−164.[14] Fredenslund A, Jones R L, Prausnitz J M. Group-contributionEstimation of Activity Coefficients in Nonideal Liquid Mixtures [J].AIChE J., 1975, 21(6): 1086−1099.[15] 朱自强，姚善泾，金彰礼. 流体相平衡原理及其应用 [M]. 杭州：浙江大学出版社, 1990. 165−167.Extractive Distillation of Ethanol−Cyclohexane Azeotrope Using Ionic Liquid as ExtractantWANG Xiao-ke, TIAN Mi(College of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China) Abstract: The effect of different ionic liquids on relative volatility of ethanol-cyclohexane system was examined at 0.101 MPa. The effects of solvent ratio on relative volatility of ethanol−cyclohexane system, and flow rate of ionic liquid and reflux ratio on purity and output of overhead fraction of the extractive distillation column with ionic liquid were studied. Repeated experiments were carried out under the optimum experimental conditions. The results show that the azeotropic point of ethanol−cyclohexane system is eliminated in extractive distillation with ionic liquid and relative volatility of cyclohexane to ethanol increases. The purity of cyclohexane is over 99.8% when [bmim]PF6 is used as extractant, solvent ratio 0.5, flow rate of ionic liquid 6 mL/min and reflux ratio 3. By flash distillation of residue, ethanol and ionic liquid can be separated. The recovery rate of ethanol is over 99.9% and the recycled usage of ionic liquid does not impair the separation performance.Key words: ionic liquid; ethanol; cyclohexane; extractive distillation; azeotrope。

离子液体作为溶剂概述【1】离子液体（IonicLiquid）是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温下呈液态的有机盐，通常可称为室温离子液体（Room-temperatureIonicLiquid）。

离子液体作为一种新型的极性溶剂，几乎没有蒸汽压、不可燃性、非挥发性、良好的化学稳定性和热稳定性、可循环利用及对环境友好，故称之为“绿色”化学溶剂，可以用来代替传统的易挥发有毒溶剂。

此外，离子液体的高极性、疏水性及溶解性等均可以通过选用不同的阴阳离子和侧链取代基而改变，故又称之为“设计溶剂”（Designedsolvents）。

离子液体被认为是21世纪最有希望的绿色溶剂和催化剂之一，已应用于生物催化、分离科学及电化学等诸多领域。

分类【1】离子液体种类繁多，目前，其分类方法有3种，根据阳离子不同，主要分为咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季鏻盐类离子液体等；根据阴离子不同，主要分为AlCl3型离子液体，非AlCl3型离子液体及其他特殊离子液体；根据酸碱性不同，分为酸功能化离子液体、碱功能化离子液体及中性离子液体。

1.AlCl3型离子液体AlCl3型离子液体可通过调节AlCl3与有机季铵盐的比例，生成具有L酸、L碱等的离子液体。

它主要应用于电化学反应中，如烷基化、异构化、酰基化等反应。

2.非AlCl3型离子液体非AlCl3型离子液体对水和空气都较稳定，具有较好的酸催化活性。

但是其酸性强度不如前者，因此，需要加大离子液体用量以增大收率。

此类离子液体比较常见的阴离子有：卤素离子，BF4-，PF6-,HSO4-,H2PO4-,AlCl4-,CFESO3-,CH3CH(OH)COO-等，它们比前者具有更宽广的应用范围。

3.特殊离子液体除上述常用的普通离子液体外，人们还不断的研究设计出了许多功能化离子液体。

特点【1】1.非挥发性。

与传统有机溶剂相比，离子液体的蒸汽压接近零，可用于真空体系进行反应，不易挥发氧化，减少了因挥发而导致的环境污染问题；2.溶解性能良好。

植物提取方法植物提取是一种利用化学方法从植物中分离出有用成分的技术。

常用于制药、保健品、食品等行业。

植物提取的方法有很多种，而每种方法的适用场合、提取效率、提取物质种类不同，具体选择应根据需要进行。

一、水提法水提法是一种简便的提取方法，适用于具有水溶性的成分的植物材料。

其优点在于不需要使用有机溶剂，提取物不含受到风险的溶剂残留物。

而一些水溶性物质在有机溶剂中提取或萃取效果较差，因此使用水溶性物质更好。

该方法主要分为水煎法和水浸法：1. 水煎法：先将植物材料放入水中，煮至有气泡冒出后再继续加热20至30分钟。

可单独使用此方法或进行反复煎煮后收集提取液。

2. 水浸法：将植物材料浸泡在水中数小时或一夜即可，温度可控制在20至30℃之间。

反复浸泡好几次，最后合并收集提取液。

二、乙醇提取法乙醇提取法主要通过乙醇等有机溶剂将植物中的成分溶解到提取液中。

一些对水不溶的成分通常在有机溶剂中才能提取，如精油类化合物、树脂类物质等，效果较好。

这种方法有一定的消耗和污染风险，因为有机溶剂挥发后会污染环境，而且可能残留在著名的提取物中。

乙醇提取应该在充分考虑成分和工艺可行性的情况下进行。

乙醇提取可以分为常温提取法和高温提取法两种。

1. 常温提取：将植物材料与醇液混合，反复摇动，浸泡10数小时后过滤即可。

2. 高温提取：将植物材料与醇液混合后放置到密封罐中，分批加热并喷淋超声波辅助提取等机械力量，利用温度和静压差促进物质向溶剂中迁移的过程。

三、CO2超临界提取法超临界CO2提取是目前最常用和最受欢迎的植物提取法之一，比用其他溶剂提取更加安全和环保。

采用CO2作为溶剂，使用高压和高温下打破气液界面，使CO2变为液体，达到溶解植物中的有用成分的目的。

它能够从植物中提取非常多种类的化合物，例如萜烯、酚类、芳香族物质和生物碱等，同时不会残留挥发性有机物，不会污染制备过程中环境。

超临界CO2提取过程的温度低，不会破坏植物中的活性成分。

离子液体萃取过程及新型离子液体制备技术离子液体（Ionic Liquids，ILs）是一类具有独特物理化学性质的有机盐类化合物，在室温下即可存在于液态。

离子液体由无机阳离子和有机阴离子或有机阳离子和无机阴离子组成，因此具有较低的熔点、较宽的液体温度范围、较高的离子电导率等特点。

由于这些优异的性质，离子液体在萃取领域得到了广泛的应用。

离子液体萃取过程是指利用离子液体作为萃取剂，从一个液相中选择性地萃取目标物质，并将目标物质与离子液体分离。

离子液体可以通过控制其分子结构和选用不同的离子组成来调控其萃取能力，从而实现对多种物质的选择性萃取。

离子液体的制备技术是指通过不同的合成方法和策略，制备出具有特定结构和性质的离子液体。

传统的离子液体制备方法包括阳离子与阴离子的离子交换反应、中性化反应等。

近年来，随着离子液体研究的深入，发展出了一些新型离子液体制备技术，如绿色合成法、水基法、气相法等。

绿色合成法是指在无机盐或有机溶剂中进行反应，利用温和的条件和环保的方法合成离子液体。

这种方法避免了传统合成方法中使用的有机溶剂对环境的污染问题。

水基法是指以水为溶剂，通过无机盐的水解反应或有机醇与无机酸的中和反应制备离子液体。

这种方法成本低廉，易于操作，并可以获得无机盐水溶液和离子液体之间的相互转化。

气相法是指将气体反应物在高温、高压条件下与基质反应生成离子液体。

这种方法具有高效、快速的特点，适用于高沸点、高粘度的离子液体制备。

总之，离子液体萃取过程及新型离子液体制备技术为实现高效、绿色的萃取过程提供了新的途径和方法。

随着更多研究对离子液体的深入理解，相信离子液体在萃取领域的应用会得到进一步发展。