离子液体在绿色分离和废水处理中的应用

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化学工业是当今世界严重污染的主要来源,其中污染的很大部分来自大量易挥发有机溶剂的使用。过去,化学工业的重心放在产物的收率和质量上,大量的有机溶剂被用作化学反应、萃取和制备的液体介质,严重影响了人类的健康和安全,污染了环境。为实现人类解决挥发性有机溶剂对环境的污染、实现经济和社会可持续发展的目标,寻找无公害、对环境友好的绿色溶剂,来代替挥发性有机溶剂的工作势在必行。近年来出现的离子液体被认为是比较理想的绿色溶剂,有可能代替传统化学工业中常用的挥发性有机溶剂。 本文系统研究了[C<,n>mim][PF<,6>]离子液体对糠醛类化合物的绿色分离技术和离子液体双水相对氨基酸废水和食品工业废水中高浓度氨基酸和蛋白质的回收利用。主要研究内容包括: 1.利用离子液体对工业生产得到的多组分、低浓度糠醛料液进行选择性浓缩萃取分离。研究结果表明:糠醛在两相中分配系数受pH值影响不大;离子液体与糠醛之间除了疏水作用外,还存在空间位阻效应;离子液体萃取糠醛的过程是一个自发的放热过程,温度降低有利于糠醛从水相向离子液体相转移;盐析效应使糠醛分配系数明显升高;离子液体能够在糠醛和醋酸之间实现选择性分离。糠醛在离子液体中的分配系数明显高于挥发性有机溶剂,是挥发性有机溶剂的理想替代品。 2.研究了离子液体双水相对氨基酸废水中氨基酸(色氨酸、亮氨酸、氨基丙酸)的回收利用。分析了水相的pH值、氨基酸的结构和疏水性、离子液体的结构、离子液体量、加盐量等因素对萃取的影响。结果表明:氨基酸在离子液体双水相中的分配系数与氨基酸的疏水性密切相关,氨基酸中疏水性官能团的增加有利于氨基酸在离子液体双水相中的分配。 3.考察了离子液体双水相对食品工业废水中蛋白质(牛血清、牛血红、H<,2>O<,2>酶)的回收利用。结果表明:蛋白质在离子液体双水相中萃取率变化幅度不是很大,但萃取率都比较高,一般都在80%-100%之间。
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