咪唑型离子液体萃取分离乙酸异丁酯与异丁醇共沸体系的液液相平衡研究

摘要

乙酸异丁酯是一种重要的化工原料，常用于印染、涂料、医药等行业，还可作为溶剂广泛应用到各个行业中，纯度要求高，需求量大，然而，在乙酸异丁酯的生产过程中会形成乙酸异丁酯和异丁醇的共沸物，针对共沸物的分离通常采用萃取精馏、共沸精馏等特殊精馏方法，但是精馏所需的能耗较高。液液萃取法作为一种相对节能的方法可以用于共沸物的分离，而离子液体由于其低挥发性和可设计性越来越多地取代传统有机溶剂作为萃取剂用于液液萃取中。本论文对离子液体萃取分离乙酸异丁酯和异丁醇的液液相平衡进行研究。主要内容如下：　　本文选择易于合成的咪唑类离子液体作为萃取剂萃取分离乙酸异丁酯和异丁醇共沸物。在常压，温度为298.15K和308.15K的条件下测定了乙酸异丁酯-异丁醇-离子液体的三元液液相平衡实验数据，探究了离子液体阴离子的种类、阳离子烷基链的长度以及温度对液液相平衡的影响。通过计算不同体系的选择性和分配系数对所选择的离子液体萃取分离乙酸异丁酯和异丁醇共沸物的萃取性能进行了评价。　　基于COSMO-SAC模型，对乙酸异丁酯、异丁醇和离子液体的屏蔽电荷密度进行了计算，基于σ-Profile对离子液体的萃取作用机理进行了分析，通过量子化学计算和分子模拟，计算了乙酸异丁酯/异丁醇/离子液体之间的相互作用能以及键长，对离子液体和乙酸异丁酯、异丁醇的相互作用进行了分析，对萃取实验进行了验证分析，表明所选择的咪唑类离子液体作为萃取剂可以有效地分离乙酸异丁酯和异丁醇。　　基于NRTL活度系数模型对实验数据进行了关联，得到相应的二元交互作用参数，为乙酸异丁酯和异丁醇的萃取分离设计提供基础参数。计算了模型的关联计算值与实验值的均方根偏差（RMSD），结果显示NRTL模型能够有效地关联该体系的液液相平衡数据准确度较高。

目录

声明

变量注释表

1文献综述

1.1 乙酸异丁酯的性质与应用(The properties and application of isobutyl acetate）

1.3 离子液体在萃取分离中的应用(The application of ILs in extractive separation)

1.4 类导体屏蔽片段活度系数模型（The COSMO-SAC model）

1.5 本课题研究的内容及意义(The content and meaning of the subject)

2 咪唑类离子液体结构对乙酸异丁酯-异丁醇体系液液相平衡的影响研究

2.1 离子液体阳离子对乙酸异丁酯-异丁醇体系液液相平衡的影响研究(Study on the effect of cation of ILs for LLE of isobutyl acetate-isobutyl alcohol system)

2.2.离子液体阴离子对乙酸异丁酯-异丁醇体系液液相平衡的影响研究(Study on the effect of anion of ILs for LLE of isobutyl acetate-isobutyl alcohol system)

2.3 小结

3. 咪唑类离子液体分离乙酸异丁酯与异丁醇的相互作用机理研究

3.1 基于COSMO-SAC模型的乙酸异丁酯/ 异丁醇/离子液体的σ-profile计算与分析（ Calculation and analysis of σ-profile for isobutyl acetate /isobutyl alcohol/ILs based on COSMO-SAC model）

3.2 乙酸异丁酯/异丁醇/离子液体相互作用分子模拟 (The molecular simulation of isobutyl acetate/isobutyl alcohol/ILs interaction)

3.3 离子液体/乙酸异丁酯/异丁醇间相互作用结果分析 (The analysis of interaction results for isobutyl acetate/isobutyl alcohol/ILs)

3.4小结 (Summary)

4 结论

参考文献

作者简历

致谢

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