活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　大多數離子液體(ILs)都是水溶性的，或者與水的混溶性不可忽視，這種性質可能對其釋放到環境中造成一些有害影響。除其他方法之外，活性炭上的吸附離子液體已被證明是從水溶液中除去這些化合物的有效技術。然而，該方法已證明僅對疏水性ILs而言是可行的，而不是具有較大污染趨勢的親水性水溶性的lls。在這種情況下，這里提出了使用無機鹽的鹽析能力的替代方法，以增強親水性ILs吸附到活性炭上。

　　本文研究了Na 2 SO 4濃度對活性炭吸附5種ILs的影響。研究了通過吸附到活性炭上，允許檢測IL陽離子家族(咪唑鎓和吡啶鎓基)和陰離子性質(考慮其親水性和氟化)的各種各樣的IL。通常，顯示使用Na 2 SO 4增強了ILs對活性炭的吸附。特別地，當由活性炭很難除去的親水性ILs時，這種效應是非常重要的。此外，使用像真空溶劑篩選MOdel(COSMO-RS)這樣的電感器旨在補充所獲得的實驗數據。這項工作有助于開發從水流中去除ILs的新方法，創造“更環保”的過程。顯示使用Na 2 SO 4增強了ILs對活性炭的吸附。特別地，當處理實際上由AC很難除去的親水性ILs時，這種效應是非常重要的。此外，使用像真空溶劑篩選MOdel(COSMO-RS)這樣的電感器旨在補充所獲得的實驗數據。這項工作有助于開發從水流中去除ILs的新方法，旨在創造“更環保”的過程。

　　測試離子液體的種類

　　對以下ILs進行對活性炭吸附的研究：1-丁基-3-甲基咪唑氯化物，[C 4 C 1 im] Cl;，甲基磺酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓，[C 4 C 11 im] [CH 3 SO 3 ]，三氟甲磺酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓(三氟甲磺酸酯)，[C 4 C 1im] [CF 3 SO 3 ]，(三氟甲磺酰基)酰亞胺，[C 4 C 11 im] [NTf 2 ]的1-丁基-3-甲基咪唑鎓 (三氟甲基磺酰基)酰亞胺，[C 4 C 1 py] [NTf 2 ]的1-丁基-3-甲基吡啶鎓。質量分數純度為99%。所有IL的純度也通過1 H和13 C NMR證實。

　　無機鹽硫酸鈉(Na 2 SO 4)以質量分數純度高于99%的。活性炭由韓研活性炭提供并用作吸附劑。在這項工作中使用的活性炭具有927m 2/g的比表面積，有高度的微孔體積和低濃度的表面官能團。實驗方法是在308.15K的玻璃瓶(100mL)中進行，使用50mL濃度為100-500mg·L -1的IL的鹽溶液。不同鹽溶液的濃度在0.28和1.76 mol·kg -1之間變化。然后將活性炭加入到水溶液中，并以200rpm將其放置在軌道培養箱中，并放置至少4天。這一次被證明是達到平衡所需的最短時間。在此期間，取出樣品，并對ILs含量進行定量。

　　離子液體吸附到活性炭被證明是從水中去除低濃度的離子液體中有用的和非破壞性的方式。然而，不同于對疏水性離子液體，用于親水性化合物通過該方法不能有效。在之前的工作中，通過添加強鹽析物質形成水相雙相體系，顯示出高濃度去除水中的親水性ILs的高效方法。在加入鹽析物種，如無機鹽，含有疏水性離子液體水溶液先前顯示導致它們的溶解度在水中的顯著減少。因此，為了改善親水性ILs對活性炭的吸附，本文對Na 2 SO 4的鹽析能力進行了研究。為此目的，幾種濃度的Na 2 SO 4，進行了測試。已經表明Na 2 SO 4可以在水溶液中與親水性ILs結合時促進相分離，并且它可以降低高度疏水和氟化的IL在水中的溶解度。

　　活性炭加入無機鹽的研究結果

　　得到的結果表明，活性炭的不同的吸附能力與IL的性質和溶液中的鹽量有關。一般而言，對于咪唑鎓的ILs，陰離子對其對活性炭的吸附能力的影響按照以下順序：Cl - ≈[CH 3 SO] <[CF 3 SO 3 ] -<[NTf 2 ] 。這一趨勢的結果和預計的相符合，并且表明，隨著陰離子疏水性的增加，活性炭對ILs的吸附逐漸增加。另一方面，考慮到IL陽離子家族，活性炭能吸附更多的吡啶鎓比基于咪唑類的對應物。總之，這里證明，如果伴隨使用無機鹽來促進鹽析現象并增強隔離度，則活性炭也可以用作水介質中低濃度存在的親水性IL的有效吸附劑。得到的結果表明， 在鹽的存在下，親水性ILs的例如[C 4 C 1 im] Cl和[C 4 C 1 im] [CH 3 SO3 ]的K d值增加高達5.5倍。這種新方法可以被設想為減少由使用IL的工業過程產生的含水物流污染的有希望的途徑。

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