简论模型含离子液体系统预测型热力学模型及其在化工分离中运用

论文导读：
摘要：离子液体作为新型的绿色溶剂，由于其特殊的性质，在液液萃取，气体吸收等化工分离方面有着广阔的进展空间。根据离子液体的可设计性，可以针对不同的分离系统来选择不同的离子液体，但是离子液体的种类巨多，依靠大规模的实验来选择合适的离子液体，不仅耗时长，而且成本非常昂贵。若能利用预测能力较强的热力学模型拟合相关系统有限的实验数据，以而得到模型参数，即可预测更多系统的性质。若模型的预测能力强，且用于拟合参数的实验数据准确，则用此法易于获得较为可靠的热力学数据，这些数据对于生产实践具有重要的论述指导作用。本论文利用COO-RS模型，UNIFAC模型分别预测了不同离子液体对于正己烷/苯，正庚烷/苯，环己烷/苯和乙醇/水的系统的选择性和溶解性，与文献报道的实验数据比较，UNIFAC模型计算结果较为准确，COO-RS模型为定性一致。同时，通过拟合文献实验数据，获得了新的UNIFAC模型的参数，扩展了模型的适用范围。通过浅析选择性和溶解性数据，获得了离子液体分离非极性系统和极性系统的结构与性能的联系，给离子液体萃取剂的选择提供了参考。本论文还进行了有限浓度下离子液体分离能力的实验验证，证明了COO-RS模型的计算结果可以由无限稀释情况下推至有限浓度情况下，且预测结果准确。本论文利用COO-RS模型，UNIFAC模型，UNIFAC-FV模型分别预测了CO2在不同离子液体中的溶解度，结合文献报道的实验数据，探讨了模型的准确性和预测能力，得到了离子液体吸收CO_2的规律。同时，本论文进行了低温下CO_2和CO/CO_2混合气体在离子液体中的溶解度测定，实验结果利用预测热力学模型进行了拟合，证明了模型在低温下依然有着良好的预测性，同时实验结果表明低温有利于CO_2的溶解性和选择性的提升。关键词：离子液体论文预测型热力学模型论文化工分离论文COO-RS模型论文UNIFAC模型论文UNFIAC-FV模型论文
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ABSTRACT6-16
第一章 文献综述16-28

1.1 离子液体概述16-19

1.1 离子液体的定义与性质16

1.2 离子液体的运用16-19

1.2.1 化学反应中的运用16-17

1.2.2 气体吸收与分离17

1.2.3 萃取金属离子17-18

1.2.4 萃取有机物18

1.2.5 液相微萃取和固相微萃取18

1.2.6 溶质回收18-19

1.2 预测型热力学模型19-26

1.2.1 COO-RS 模型19-22

1.2.1 模型概述及论述基础19-20

1.2.2 模型的运用20-22

1.2.2 UNIFAC 模型22-25

1.2.2.1 模型概述及论述基础22-24

1.2.2.2 模型的运用24-25

1.2.3 其他模型25-26

1.2.3.1 tPC-PSAFT 状态方程25

1.2.3.2 正规溶液论述模型25-26

1.3 本论文的作用及探讨内容26-28

第二章 含离子液体系统的预测型热力学模型28-38

2.1 引言28

2.2 COO-RS 模型28-32

2.1 离子液体的基团拆分方式28-30

2.2 模型参数的确定及计算历程30-31

2.3 气体溶解度的计算31-32

2.3 UNIFAC 模型32-35

2.3.1 离子液体的基团拆分方式32-33

2.3.2 模型参数的确定33-35

2.3.3 气体溶解度的计算35

2.4 本章小结35-38

第三章 离子液体分离液体混合物的探讨38-58

3.1 引言38-39

3.2 模型关联及预测结果39-51

3.

2.1 非极性系统的分离39-49

3.

2.2 极性系统的分离49-51

3.3 有限浓度下离子液体分离能力的实验验证51-55

3.1 实验历程52-54

3.3.

1.1 实验试剂及仪器52

3.3.

1.2 实验策略与浅析52-54

3.3.

1.3 实验步骤54

3.3.2 实验结果与讨论54-55

3.4 本章小结55-58

第四章 离子液体吸收 CO_2的探讨58-80

4.1 引言58

4.2 UNIFAC-FV 模型58-59

4.

2.1 模型基础58-59

4.

2.2 模型参数的确定及溶解度计算59

4.3 模型计算结果比较59-64
4.

3.1 阳离子对溶解度的影响63-64

4.

3.2 阴离子对溶解度的影响64

4.4 低温下离子液体吸收 CO_2的实验验证64-78

4.1 CO_2在离子液体中的溶解度测定65-75

4.4.

1.1 实验原料及仪器65-66

4.4.

1.2 实验策略及条件66-67

4.4.

1.3 实验步骤67-68

4.4.

1.4 实验策略可靠性浅析68

4.4.

1.5 实验结果与讨论68-75

4.4.2 CO/CO_2混合气体在离子液体中的溶解度测定75-78
4.4.

2.1 实验原料及仪器75-76

4.4.

2.2 实验策略与条件76

4.4.

2.3 实验步骤76-77

4.4.

2.4 实验结果与讨论77-78

4.5 本章小结78-80
第五章 结论80-82
参考文献82-94
致谢94-96
探讨成果及发表的学术论文96-97
作者和导师介绍97-99
附件99-100