有機溶質在離子液體中無限稀釋活度系數(shù)測定-畢業(yè)答辯

1、有機溶質在離子液體中無限有機溶質在離子液體中無限稀釋活度系數(shù)的規(guī)律研究稀釋活度系數(shù)的規(guī)律研究匯報人：匯報人：化學工程化學工程10(1)10(1)指導教師：指導教師：匯 報 提 綱 1234課題背景與內容無限稀釋活度系數(shù)的測定汽液平衡數(shù)據(jù)的測定總結1課題背景化工工業(yè)中往往需要分離共沸體系化工工業(yè)中往往需要分離共沸體系( (如乙醇如乙醇- -水體系水體系) )。對這類分離常常采用以下分離方式：對這類分離常常采用以下分離方式：共沸精餾共沸精餾溶鹽精餾溶鹽精餾萃取精餾萃取精餾需汽化夾帶劑，能耗大需汽化夾帶劑，能耗大固體鹽回收困難，易堵塞管道固體鹽回收困難，易堵塞管道與前兩者相比相對有優(yōu)勢，但與前兩者相

2、比相對有優(yōu)勢，但需選擇合適的萃取劑需選擇合適的萃取劑課題的背景與內容課題的背景與內容課題背景1 1課題背景離子液體的性質離子液體的性質課題背景優(yōu)良萃優(yōu)良萃取劑取劑2 2低共熔離子液體（低共熔離子液體（DES）DESDES是由氫鍵受體和氫鍵給體以不同的配比混合制得。其性是由氫鍵受體和氫鍵給體以不同的配比混合制得。其性 質類似于離子液體，質類似于離子液體，合成原子利用率合成原子利用率高、價格便宜，在化學高、價格便宜，在化學工業(yè)中有很大的應用前景。工業(yè)中有很大的應用前景。本文中使用的低共熔離子液體本文中使用的低共熔離子液體(DES)(DES)是由氯化膽堿和甘油以是由氯化膽堿和甘油以1:21:2（摩爾

3、比）的配比制成。（摩爾比）的配比制成。3 3研究內容研究內容課題背景用氣相色譜測定常見有機溶質在用氣相色譜測定常見有機溶質在DESDES中的無限稀釋活度系中的無限稀釋活度系數(shù)，并探索無限稀釋活度系數(shù)的變化規(guī)律。數(shù)，并探索無限稀釋活度系數(shù)的變化規(guī)律。測定異丙醇測定異丙醇+ +水水+DES+DES的汽液平衡數(shù)據(jù)，計算異丙醇、水的的汽液平衡數(shù)據(jù)，計算異丙醇、水的活度系數(shù)?；疃认禂?shù)。在無限稀釋活度系數(shù)和汽液平衡測定的基礎上建立活度系在無限稀釋活度系數(shù)和汽液平衡測定的基礎上建立活度系數(shù)模型，為萃取精餾設計提供基礎數(shù)據(jù)。數(shù)模型，為萃取精餾設計提供基礎數(shù)據(jù)。4 4溶質在離子液體中的無限稀釋溶質在離子液體中的

4、無限稀釋活度系數(shù)的測定活度系數(shù)的測定實驗裝置圖(1)(1)載氣鋼瓶；載氣鋼瓶；(2)(2)鋼瓶減壓閥；鋼瓶減壓閥；(3)(3)色譜壓力總表；色譜壓力總表；(4)(4)柱柱I I的柱前壓力表；的柱前壓力表；(5)U(5)U型壓差計；型壓差計；(6)(6)柱柱IIII的柱前壓力表的柱前壓力表 (7)(7)進樣進樣口口；(8)(8)檢測器；檢測器；(9)(9)皂膜流量計；皂膜流量計；(10)(10)實驗記錄儀；實驗記錄儀；(11)(11)柱箱溫度探測器；柱箱溫度探測器；(12)(12)進樣器進樣器; ;(13)(13)大氣壓力表大氣壓力表25 5色譜柱的制備色譜柱的制備固定液 DES擔體溶劑溶解過篩

5、涂布除溶劑裝柱老化氣相色譜測定DESDES：氯化膽堿：甘油：氯化膽堿：甘油=1:2=1:2（摩爾比（摩爾比）6 6實驗結果與討論實驗結果與討論溶質在DES中的無限稀釋活度系數(shù) 溶質溶質313.15K333.15K353.15K甲醇甲醇1.87 1.851.83 乙醇乙醇4.41 4.083.74正丙醇正丙醇8.01 7.256.75異丙醇異丙醇10.56 9.398.25正丁醇正丁醇20.95 20.22 18.31 叔丁醇叔丁醇22.35 21.70 21.01 水水0.530.55 0.58 丙酮丙酮20.50 19.45 17.91 137 7實驗結果與討論實驗結果與討論醇類在DES中的

6、 對1000/T圖13ln8 8可對無限稀釋活度系數(shù)進行溫度內插可對無限稀釋活度系數(shù)進行溫度內插2.82.852.92.9533.053.13.153.20.511.522.533.51000/T /K-1ln 甲醇乙醇正丙醇異丙醇正丁醇叔丁醇實驗結果與討論實驗結果與討論333.15K下DES/甘油在一些體系中的選擇性體系體系甘油甘油DES甲醇甲醇(1) + 水水(2)2.8 2.9乙醇乙醇(1) + 水水(2)5.0 5.8正丙醇正丙醇(1) + 水水(2)8.6 10.5異丙醇異丙醇(1) + 水水(2)9.512.9 1 3122 3S，9 9實驗結果與討論實驗結果與討論1010由上面的

7、數(shù)據(jù)可以看出由上面的數(shù)據(jù)可以看出DESDES對異丙醇對異丙醇- -水體系有很好水體系有很好的選擇性的選擇性( ( ) )。為了更進一步探究離子液體。為了更進一步探究離子液體應用于萃取精餾的性能，我們測定了異丙醇應用于萃取精餾的性能，我們測定了異丙醇(1) + (1) + 水水(2) + DES(3)(2) + DES(3)三元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)。三元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)。1212.9S汽液平衡釜異丙醇異丙醇+ +水水+DES+DES的汽液平衡數(shù)的汽液平衡數(shù)據(jù)的測定據(jù)的測定加 熱 棒液 相 采 樣 口沸 騰 室加 熱 布玻 璃 填 料鉑 電 阻真 空 夾 套平 衡 室冷 凝 管汽 相 組 成 采

8、樣 口加 料 口磁 力 攪 拌 子31111A.A.加熱棒加熱棒B.B.液相采樣口液相采樣口C.C.沸騰室沸騰室D.D.加熱布加熱布E.E.玻璃填料玻璃填料F.F.鉑電阻鉑電阻G.G.真空夾套真空夾套H.H.平衡室平衡室I.I.冷凝管冷凝管J.J.汽相組成采樣口汽相組成采樣口K.K.加料口加料口L L磁力攪拌子磁力攪拌子異丙醇異丙醇(1)+(1)+水水(2)(2)+ DES(3)+ DES(3)混合液混合液平衡后穩(wěn)定平衡后穩(wěn)定30min汽相采汽相采樣分析樣分析x1不變不變改變改變w3 x1=0.1w3=0.8 x1=0.95重復平衡及重復平衡及采樣分析采樣分析改變改變x1實驗方法實驗方法121

9、2汽相分析方法汽相分析方法x1=0.95卡爾費休儀分析卡爾費休儀分析x1=0.1 卡爾費休儀分析卡爾費休儀分析超出超出K-FK-F分析范圍分析范圍先用乙醇稀釋先用乙醇稀釋1313汽液平衡數(shù)據(jù)汽液平衡數(shù)據(jù)3T/Kx1x1=0.950.8054 0.6882 361.75 0.9684 0.9951 2.54 0.75 6.67 0.8044 0.6871 367.98 0.9508 0.9894 2.28 0.91 4.89 0.7022 0.5573 364.71 0.9503 0.9849 1.77 1.01 3.44 0.6038 0.4461 362.88 0.9505 0.9799 1

10、.49 1.14 2.55 0.5013 0.3495 361.51 0.9504 0.9739 1.30 1.31 1.95 0.3995 0.2668 360.26 0.9510 0.9670 1.17 1.52 1.52 0.3015 0.1886 359.05 0.9503 0.9586 1.09 1.77 1.21 0.2034 0.1190 357.73 0.9502 0.9506 1.04 2.03 1.01 0.1019 0.0568 356.25 0.9501 0.9397 1.01 2.43 0.82 x1=0.10.8054 0.4599 370.27 0.0998 0.

11、6774 7.09 0.73 18.95 0.7032 0.3276 363.37 0.0993 0.6498 7.06 0.82 16.82 0.6018 0.2376 359.71 0.1008 0.6264 6.79 0.89 14.96 0.5056 0.1738 358.02 0.0997 0.5977 6.46 0.95 13.42 0.4018 0.1216 357.00 0.1004 0.5708 5.99 0.99 11.92 0.3004 0.0812 356.50 0.1002 0.5464 5.61 1.02 10.82 0.2007 0.0491 356.28 0.0

12、996 0.5289 5.31 1.03 10.15 0.1008 0.0226 356.16 0.1002 0.5055 4.94 1.06 9.18 3x1y1212異丙醇(1)+水(2)+DES(3)體系在p=101.32kPa下的汽液平衡數(shù)據(jù)1414DESDES對異丙醇和水活度系數(shù)的對異丙醇和水活度系數(shù)的影響影響151500.10.20.30.40.50.60.712345678x31 x1,=0.1x1,=0.2x1,=0.4x1,=0.6x1,=0.8x1,=0.9500.10.20.30.40.50.60.70.511.522.533.5x32 x1,=0.1x1,=0.2x1,

13、=0.4x1,=0.6x1,=0.8x1,=0.95p=101.32kPa下下DES濃度濃度對異丙醇對異丙醇(1)和和水水(2)活度系數(shù)的影響活度系數(shù)的影響DESDES對異丙醇和水活度系數(shù)的對異丙醇和水活度系數(shù)的影響影響161600.10.20.30.40.50.60.70.80.910.511.522.533.5x32 x1,=0 x1,=0.2x1,=0.4x1,=0.6x1,=0.8x1,=100.10.20.30.40.50.60.70.80.91024681012x31 T=353.15K下下DES濃度濃度對異丙醇對異丙醇(1)和和水水(2)活度系數(shù)的影響活度系數(shù)的影響A1A2B2B

14、1DESDES對異丙醇對異丙醇- -水相對揮發(fā)度的水相對揮發(fā)度的影響影響171700.10.20.30.40.50.60.702468101214161820 x312 x1,=0.1x1,=0.2x1,=0.4x1,=0.6x1,=0.8x1,=0.95p=101.32kPa下下DES濃度濃度對異丙醇水相對揮發(fā)度對異丙醇水相對揮發(fā)度的影響的影響DESDES對異丙醇對異丙醇- -水相對揮發(fā)度的水相對揮發(fā)度的影響影響181800.10.20.30.40.50.60.70.80.9105101520253035x312 x1,=0 x1,=0.2x1,=0.4x1,=0.6x1,=0.8x1,=1121212=ssppT=353.15K下下DES濃度濃度對異丙醇水相對揮發(fā)度對異丙醇水相對揮發(fā)度的影響的影響DESDES在在 時時可以消除異丙醇可以消除異丙醇- -水的共沸。水的共沸。30.12x 1919總結總結DESDES的加入可以很大程度地提高異丙醇對水的相對揮的加入可以很大程度地提高