离子液体结构设计及萃取分离含羧酸及含酯体系
发布时间：2021-05-21 16:52
液液萃取作为一种重要的化工分离单元操作,广泛应用于多种体系中各组分的分离。近年来,随着绿色化工的兴起,选择可替代有机溶剂的绿色溶剂成为液液萃取的热点。离子液体作为一种结构可调的绿色溶剂越来越多地应用于萃取分离中。本论文针对C2/C4路线合成甲基丙烯酸甲酯（MMA）中甲基丙烯酸（MAA）/丙酸（PA）/乙酸（HAc）/乙酸乙酯（EA）/水（H20）等混合体系的分离问题,设计了系列新型离子液体萃取剂用于MAA-H2O、MAA-HAc、PA-HAc和EA-H20的分离。实验测定了离子液体萃取过程的基础数据,结合实验表征和量化计算,对离子液体萃取过程的微观机理进行了初步解析,以期对离子液体萃取剂的设计和应用提供参考和指导。本论文的主要研究内容和成果如下:（1）设计和合成了咪唑类和季铵盐离子液体作为萃取剂来回收低浓度水溶液中的MAA。考察了离子液体结构对MAA萃取的影响,发现阴离子对MAA萃取具有较大影响,萃取分配系数按如下顺序递减[BF4]->[NTf2]->[PF6]-。溶剂化显色研究表明,离子液体萃取MAA的分配系数与其氢键碱性值正相关。通过红外光谱和量化计算等方法对离子液体萃...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：213 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 水溶液中羧酸回收技术
1.1.1 精馏法回收水溶液中羧酸
1.1.2 吸附法回收水溶液中羧酸
1.1.3 萃取法回收水溶液中羧酸
1.2 乙酸乙酯和水的分离技术
1.2.1 萃取精馏分离乙酸乙酯和水
1.2.2 膜分离乙酸乙酯和水
1.2.3 萃取法分离乙酸乙酯和水
1.3 液液萃取基本原理及萃取剂
1.3.1 液液萃取的基本原理
1.3.2 萃取剂
1.4 本文的选题依据和主要研究内容
第2章 离子液体萃取分离甲基丙烯酸和水
2.1 实验部分
2.1.1 材料和仪器
2.1.2 离子液体合成
2.1.3 萃取方法
2.1.4 离子液体氢键碱性测定
2.2 量化计算方法
2.3 离子液体萃取分离甲基丙烯酸和水实验研究
2.3.1 离子液体结构的影响
2.3.2 萃取时间的影响
2.3.3 萃取温度的影响
2.3.4 溶剂比的影响
2.3.5 甲基丙烯酸浓度影响
2.3.6 离子液体水含量的影响
2.4 萃取过程机理分析
2.4.1 红外分析
2.4.2 离子液体和甲基丙烯酸相互作用分析
2.4.3 溶剂化效应的影响
2.5 离子液体循环使用性能
2.6 本章小结
第3章 离子液体萃取分离甲基丙烯酸和乙酸
3.1 实验方法
3.1.1 材料与仪器
3.1.2 [A336]类离子液体的合成
3.1.3 萃取过程
3.1.4 计算方法
3.2 [A336]类离子液体的表征分析
3.2.1 [A336]类离子液体结构表征
3.2.2 [A336]类离子液体物性测定
3.3 离子液体萃取回收甲基丙烯酸和乙酸
3.4 选择性分离甲基丙烯酸和乙酸
3.4.1 乙酸浓度的影响
3.4.2 萃取时间
3.4.3 离子液体浓度
3.4.4 溶剂比
3.4.5 萃取温度
3.5 [A336]Suc萃取机理分析
3.5.1 红外分析
3.5.2 量化计算
3.6 小结
第4章 离子液体萃取分离丙酸和乙酸
4.1 实验方法
4.1.1 材料和仪器
4.1.2 离子液体合成及表征
4.1.3 萃取过程
4.1.4 计算方法
4.2 离子液体表征分析
4.2.1 结构表征
4.2.2 离子液体密度
4.2.3 离子液体粘度
4.2.4 离子液体热稳定性
4.2.5 离子液体极性参数
4.3 离子液体选择性分离丙酸和乙酸实验研究
4.3.1 单一酸水溶液的萃取
4.3.2 丙酸和乙酸的选择性分离
4.4 离子液体的量化计算研究
4.4.1 离子液体RDG分析
4.4.2 离子液体拓扑分析
4.4.3 离子液体相互作用分析
4.5 离子液体和羧酸之间相互作用研究
4.5.1 静电势分析
4.5.2 [P_(6,6,6,14)]Male与乙酸/丙酸相互作用分析
4.6 小结
第5章 离子液体萃取分离乙酸乙酯和水
5.1 实验部分
5.1.1 材料和仪器
5.1.2 萃取过程
5.1.3 计算方法
5.2 离子液体的筛选和设计
5.2.1 阳离子的选择
5.2.2 阴离子的选择
5.3 离子液体合成及表征分析
5.3.1 离子液体合成及结构表征
5.3.2 离子液体物性测定
5.4 离子液体萃取分离乙酸乙酯和水
5.4.1 离子液体结构影响
5.4.2 萃取时间影响
5.4.3 溶剂比影响
5.4.4 离子液体中含水量
5.4.5 萃取温度
5.4.6 多级萃取
5.5 萃取机理分析
5.5.1 表面静电势分析
5.5.2 RDG分析
5.5.3 相互作用能分析
5.6 离子液体的循环使用
5.7 小结
第6章 结论和展望
6.1 主要研究结论
6.2 本论文创新点
6.3 展望和建议
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体萃取分离有机物研究进展[J]. 张香平,白银鸽,闫瑞一,高红帅. 化工进展. 2016(06)
[2]无模板剂ZSM-5沸石膜在乙酸乙酯渗透汽化脱水中的应用[J]. 金鸽,周志辉,刘红,吴建雄,郭大鹏,王金渠. 石油学报(石油加工). 2015(01)
[3]NaA分子筛膜用于乙酸乙酯溶媒脱水回收[J]. 王永生,余从立,余浩. 内蒙古石油化工. 2013(01)
[4]原子电荷计算方法的对比[J]. 卢天,陈飞武. 物理化学学报. 2012(01)
[5]乙酸乙酯-水共沸体系萃取精馏萃取剂的分子设计[J]. 吴莉莉,管国锋,陈学梅. 计算机与应用化学. 2011(05)
[6]PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜强化乙酸乙酯酯化脱水及工艺过程模拟[J]. 袁海宽,许振良,马晓华,魏永明,齐峻,曾义红. 华东理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[7]PVA-TEOS/PAN渗透汽化膜的制备及其乙酸乙酯脱水[J]. 袁海宽,许振良,马晓华,魏永明,齐峻,曾义红. 过程工程学报. 2008(05)
[8]乙酸乙酯和水萃取精馏分离溶剂的研究[J]. 顾正桂,林军. 南京师范大学学报(工程技术版). 2005(02)
[9]乙酸乙酯的精制方法[J]. 于伟民,薛永强,梁西良,杜程. 化学与黏合. 2005(02)
[10]EFFECT OF NITROGEN-CONTAINING SOLVENTS ON VAPOR-LIQUID EQUILIBRIUM OF WATER-ACETIC ACID SYSTEM[J]. 胡兴兰,周荣琪. 化工学报. 2004(02)
博士论文
[1]离子液体性质预测及其在气体分离中的应用[D]. 赵永升.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
硕士论文
[1]A型分子筛膜的制备及其对乙酸乙酯—水体系的分离性能研究[D]. 张前程.华东理工大学 2017
[2]液液萃取法分离乙酸乙酯—乙醇—水的研究[D]. 程莹莹.南京师范大学 2011
本文编号：3200054
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市
【文章页数】：213 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 水溶液中羧酸回收技术
1.1.1 精馏法回收水溶液中羧酸
1.1.2 吸附法回收水溶液中羧酸
1.1.3 萃取法回收水溶液中羧酸
1.2 乙酸乙酯和水的分离技术
1.2.1 萃取精馏分离乙酸乙酯和水
1.2.2 膜分离乙酸乙酯和水
1.2.3 萃取法分离乙酸乙酯和水
1.3 液液萃取基本原理及萃取剂
1.3.1 液液萃取的基本原理
1.3.2 萃取剂
1.4 本文的选题依据和主要研究内容
第2章 离子液体萃取分离甲基丙烯酸和水
2.1 实验部分
2.1.1 材料和仪器
2.1.2 离子液体合成
2.1.3 萃取方法
2.1.4 离子液体氢键碱性测定
2.2 量化计算方法
2.3 离子液体萃取分离甲基丙烯酸和水实验研究
2.3.1 离子液体结构的影响
2.3.2 萃取时间的影响
2.3.3 萃取温度的影响
2.3.4 溶剂比的影响
2.3.5 甲基丙烯酸浓度影响
2.3.6 离子液体水含量的影响
2.4 萃取过程机理分析
2.4.1 红外分析
2.4.2 离子液体和甲基丙烯酸相互作用分析
2.4.3 溶剂化效应的影响
2.5 离子液体循环使用性能
2.6 本章小结
第3章 离子液体萃取分离甲基丙烯酸和乙酸
3.1 实验方法
3.1.1 材料与仪器
3.1.2 [A336]类离子液体的合成
3.1.3 萃取过程
3.1.4 计算方法
3.2 [A336]类离子液体的表征分析
3.2.1 [A336]类离子液体结构表征
3.2.2 [A336]类离子液体物性测定
3.3 离子液体萃取回收甲基丙烯酸和乙酸
3.4 选择性分离甲基丙烯酸和乙酸
3.4.1 乙酸浓度的影响
3.4.2 萃取时间
3.4.3 离子液体浓度
3.4.4 溶剂比
3.4.5 萃取温度
3.5 [A336]Suc萃取机理分析
3.5.1 红外分析
3.5.2 量化计算
3.6 小结
第4章 离子液体萃取分离丙酸和乙酸
4.1 实验方法
4.1.1 材料和仪器
4.1.2 离子液体合成及表征
4.1.3 萃取过程
4.1.4 计算方法
4.2 离子液体表征分析
4.2.1 结构表征
4.2.2 离子液体密度
4.2.3 离子液体粘度
4.2.4 离子液体热稳定性
4.2.5 离子液体极性参数
4.3 离子液体选择性分离丙酸和乙酸实验研究
4.3.1 单一酸水溶液的萃取
4.3.2 丙酸和乙酸的选择性分离
4.4 离子液体的量化计算研究
4.4.1 离子液体RDG分析
4.4.2 离子液体拓扑分析
4.4.3 离子液体相互作用分析
4.5 离子液体和羧酸之间相互作用研究
4.5.1 静电势分析
4.5.2 [P_(6,6,6,14)]Male与乙酸/丙酸相互作用分析
4.6 小结
第5章 离子液体萃取分离乙酸乙酯和水
5.1 实验部分
5.1.1 材料和仪器
5.1.2 萃取过程
5.1.3 计算方法
5.2 离子液体的筛选和设计
5.2.1 阳离子的选择
5.2.2 阴离子的选择
5.3 离子液体合成及表征分析
5.3.1 离子液体合成及结构表征
5.3.2 离子液体物性测定
5.4 离子液体萃取分离乙酸乙酯和水
5.4.1 离子液体结构影响
5.4.2 萃取时间影响
5.4.3 溶剂比影响
5.4.4 离子液体中含水量
5.4.5 萃取温度
5.4.6 多级萃取
5.5 萃取机理分析
5.5.1 表面静电势分析
5.5.2 RDG分析
5.5.3 相互作用能分析
5.6 离子液体的循环使用
5.7 小结
第6章 结论和展望
6.1 主要研究结论
6.2 本论文创新点
6.3 展望和建议
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体萃取分离有机物研究进展[J]. 张香平,白银鸽,闫瑞一,高红帅. 化工进展. 2016(06)
[2]无模板剂ZSM-5沸石膜在乙酸乙酯渗透汽化脱水中的应用[J]. 金鸽,周志辉,刘红,吴建雄,郭大鹏,王金渠. 石油学报(石油加工). 2015(01)
[3]NaA分子筛膜用于乙酸乙酯溶媒脱水回收[J]. 王永生,余从立,余浩. 内蒙古石油化工. 2013(01)
[4]原子电荷计算方法的对比[J]. 卢天,陈飞武. 物理化学学报. 2012(01)
[5]乙酸乙酯-水共沸体系萃取精馏萃取剂的分子设计[J]. 吴莉莉,管国锋,陈学梅. 计算机与应用化学. 2011(05)
[6]PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜强化乙酸乙酯酯化脱水及工艺过程模拟[J]. 袁海宽,许振良,马晓华,魏永明,齐峻,曾义红. 华东理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[7]PVA-TEOS/PAN渗透汽化膜的制备及其乙酸乙酯脱水[J]. 袁海宽,许振良,马晓华,魏永明,齐峻,曾义红. 过程工程学报. 2008(05)
[8]乙酸乙酯和水萃取精馏分离溶剂的研究[J]. 顾正桂,林军. 南京师范大学学报(工程技术版). 2005(02)
[9]乙酸乙酯的精制方法[J]. 于伟民,薛永强,梁西良,杜程. 化学与黏合. 2005(02)
[10]EFFECT OF NITROGEN-CONTAINING SOLVENTS ON VAPOR-LIQUID EQUILIBRIUM OF WATER-ACETIC ACID SYSTEM[J]. 胡兴兰,周荣琪. 化工学报. 2004(02)
博士论文
[1]离子液体性质预测及其在气体分离中的应用[D]. 赵永升.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
硕士论文
[1]A型分子筛膜的制备及其对乙酸乙酯—水体系的分离性能研究[D]. 张前程.华东理工大学 2017
[2]液液萃取法分离乙酸乙酯—乙醇—水的研究[D]. 程莹莹.南京师范大学 2011
本文编号：3200054
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3200054.html
