活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　大多数离子液体(ILs)都是水溶性的，或者与水的混溶性不可忽视，这种性质可能对其释放到环境中造成一些有害影响。除其他方法之外，活性炭上的吸附离子液体已被证明是从水溶液中除去这些化合物的有效技术。然而，该方法已证明仅对疏水性ILs而言是可行的，而不是具有较大污染趋势的亲水性水溶性的lls。在这种情况下，这里提出了使用无机盐的盐析能力的替代方法，以增强亲水性ILs吸附到活性炭上。

　　本文研究了Na 2 SO 4浓度对活性炭吸附5种ILs的影响。研究了通过吸附到活性炭上，允许检测IL阳离子家族(咪唑鎓和吡啶鎓基)和阴离子性质(考虑其亲水性和氟化)的各种各样的IL。通常，显示使用Na 2 SO 4增强了ILs对活性炭的吸附。特别地，当由活性炭很难除去的亲水性ILs时，这种效应是非常重要的。此外，使用像真空溶剂筛选MOdel(COSMO-RS)这样的电感器旨在补充所获得的实验数据。这项工作有助于开发从水流中去除ILs的新方法，创造“更环保”的过程。显示使用Na 2 SO 4增强了ILs对活性炭的吸附。特别地，当处理实际上由AC很难除去的亲水性ILs时，这种效应是非常重要的。此外，使用像真空溶剂筛选MOdel(COSMO-RS)这样的电感器旨在补充所获得的实验数据。这项工作有助于开发从水流中去除ILs的新方法，旨在创造“更环保”的过程。

　　测试离子液体的种类

　　对以下ILs进行对活性炭吸附的研究：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)酰亚胺，[C 4 C 11 im] [NTf 2 ]的1-丁基-3-甲基咪唑鎓 (三氟甲基磺酰基)酰亚胺，[C 4 C 1 py] [NTf 2 ]的1-丁基-3-甲基吡啶鎓。质量分数纯度为99%。所有IL的纯度也通过1 H和13 C NMR证实。

　　无机盐硫酸钠(Na 2 SO 4)以质量分数纯度高于99%的。活性炭由韩研活性炭提供并用作吸附剂。在这项工作中使用的活性炭具有927m 2/g的比表面积，有高度的微孔体积和低浓度的表面官能团。实验方法是在308.15K的玻璃瓶(100mL)中进行，使用50mL浓度为100-500mg·L -1的IL的盐溶液。不同盐溶液的浓度在0.28和1.76 mol·kg -1之间变化。然后将活性炭加入到水溶液中，并以200rpm将其放置在轨道培养箱中，并放置至少4天。这一次被证明是达到平衡所需的最短时间。在此期间，取出样品，并对ILs含量进行定量。

　　离子液体吸附到活性炭被证明是从水中去除低浓度的离子液体中有用的和非破坏性的方式。然而，不同于对疏水性离子液体，用于亲水性化合物通过该方法不能有效。在之前的工作中，通过添加强盐析物质形成水相双相体系，显示出高浓度去除水中的亲水性ILs的高效方法。在加入盐析物种，如无机盐，含有疏水性离子液体水溶液先前显示导致它们的溶解度在水中的显著减少。因此，为了改善亲水性ILs对活性炭的吸附，本文对Na 2 SO 4的盐析能力进行了研究。为此目的，几种浓度的Na 2 SO 4，进行了测试。已经表明Na 2 SO 4可以在水溶液中与亲水性ILs结合时促进相分离，并且它可以降低高度疏水和氟化的IL在水中的溶解度。

　　活性炭加入无机盐的研究结果

　　得到的结果表明，活性炭的不同的吸附能力与IL的性质和溶液中的盐量有关。一般而言，对于咪唑鎓的ILs，阴离子对其对活性炭的吸附能力的影响按照以下顺序：Cl - ≈[CH 3 SO] <[CF 3 SO 3 ] -<[NTf 2 ] 。这一趋势的结果和预计的相符合，并且表明，随着阴离子疏水性的增加，活性炭对ILs的吸附逐渐增加。另一方面，考虑到IL阳离子家族，活性炭能吸附更多的吡啶鎓比基于咪唑类的对应物。总之，这里证明，如果伴随使用无机盐来促进盐析现象并增强隔离度，则活性炭也可以用作水介质中低浓度存在的亲水性IL的有效吸附剂。得到的结果表明， 在盐的存在下，亲水性ILs的例如[C 4 C 1 im] Cl和[C 4 C 1 im] [CH 3 SO3 ]的K d值增加高达5.5倍。这种新方法可以被设想为减少由使用IL的工业过程产生的含水物流污染的有希望的途径。

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