基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响

李婷婷; 杨青; 彭昌军; 刘洪来

doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20151535

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基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响

热力学 | 更新时间：2025-12-10

- 基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响
- Functionalized ionic liquids based on [EMIM][OAC] for vapor-liquid phase equilibrium of acetonitrile and water by COSMO-RS method
- 化工学报 2016年第2期页码：425-434
- 作者机构：
  
  华东理工大学化学系, 化学工程联合国家重点实验室,上海,200237
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151535
  中图分类号： Q013.1
- 网络首发：2016-02-05，
  
  纸质出版：2016-02-05
- 稿件说明：
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李婷婷, 杨青, 彭昌军, 等. 基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响[J]. 化工学报, 2016,(2):425-434.

LI Tingting, YANG Qing, PENG Changjun, et al. Functionalized ionic liquids based on [EMIM][OAC] for vapor-liquid phase equilibrium of acetonitrile and water by COSMO-RS method[J]. CIESC Journal, 2016, (2): 425-434.
李婷婷, 杨青, 彭昌军, 等. 基于COSMO-RS模型研究基团修饰[EMIM][OAC]的离子液体对乙腈-水汽液平衡的影响[J]. 化工学报, 2016,(2):425-434. DOI： 10.11949/j.issn.0438-1157.20151535.

LI Tingting, YANG Qing, PENG Changjun, et al. Functionalized ionic liquids based on [EMIM][OAC] for vapor-liquid phase equilibrium of acetonitrile and water by COSMO-RS method[J]. CIESC Journal, 2016, (2): 425-434. DOI： 10.11949/j.issn.0438-1157.20151535.

摘要

以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])为基准

通过分别在阴阳离子上修饰胺基(-NH2)、羟基(-OH)、腈基(-CN)、卤素(Br、F)等

虚拟设计了15 种阳离子和21 种阴离子组成的离子液体(IL)。采用基于COSMO-RS 模型的COSMOthermX 软件计算了所设计的离子液体对乙腈-水混合物恒压汽液相平衡的影响

探索了修饰基团的种类、离子液体结构对乙腈相对挥发度的影响规律。研究发现

在阳离子碳链上修饰-NH2

阴离子(醋酸根和丙酸根)羰基的邻碳上进行单一的-OH 修饰能促进乙腈与水的分离

且阳离子修饰的-NH2 数越多

促进分离的效果越明显

其他嫁接方式未取得好的分离效果。虚拟设计的两种阳离子(1-胺乙基-3-甲基咪唑、2

2-三胺乙基-3-甲基咪唑)与3 种阴离子(羟基乙酸、2-羟基丙酸、2-羟基-3-胺基丙酸)组合的离子液体分离效果明显比[EMIM][OAC]好。

Abstract

Based on 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM][OAC])

ionic liquids composed by 15 cations and 21 anions were designed by modifying [OAC] and [EMIM] with different groups

including amine (-NH2)

hydroxy (-OH)

nitrile (-CN)

halogen (Br

F) and so on. The effect of the designed ionic liquids on the vapor-liquid phase equilibrium of acetonitrile and water mixtures was predicted by COSMOthermX based on COSMO-RS model. The influence of group type and IL structure on relative volatility of acetonitrile was also investigated. The results showed that the ILs carrying -NH2 in cation or carrying -OH in anion can promote the separation of acetonitrile from water and the separation effect becomes more obvious with increasing number of-NH2 group. The ionic liquids composed by 2 cations (1-(2-aminoethyl)-3-methylimidazolium

2-triaminoethyl-3-methylimidazolium) and 3 anions (hydroxyacetic acid

2-hydroxypropanoic acid

2-hydro-3-aminopropanoic acid) had better performance in separation water from acetonitrile than [EMIM][OAC].

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