《離子液體為介質分離低碳烴混合物的基礎研究》是依託浙江大學，由任其龍擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：離子液體為介質分離低碳烴混合物的基礎研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：任其龍
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低碳烴是化學工業的重要物質基礎，低碳烴混合物的分離是大宗基礎化學品高效製備與油氣煤資源綜合利用中的關鍵過程之一。現有分離方法如精餾、有機溶劑吸收等存在能耗高、分離選擇性低的不足。本項目擬針對低碳烴混合物的分子特性，利用離子液體結構和性質可精細調控、幾乎不揮發的特點，以提高低碳烴混合物分離選擇性、降低過程物耗和能耗為目的，圍繞分子間作用機理和本體/界面傳遞規律等關鍵科學問題，對低碳烴與離子液體之間的相互作用機理和定量構效關係、低碳烴-離子液體兩相體系氣-液相平衡、低碳烴在離子液體中的擴散規律、及離子液體氣-液界面結構和界面傳遞規律等化工分離基礎問題展開深入研究。在此基礎上，建立以離子液體為介質選擇性分離低碳烴混合物的新方法。課題組在結構相似混合物分離、離子液體設計合成、氣體分離及其機理等方向已有多年的研究工作積累。預期研究成果將對分離科學和綠色化工過程的發展作出貢獻。
結題摘要
低碳烴是化學工業的重要物質基礎，低碳烴混合物的分離是大宗基礎化學品高效製備與油氣煤資源綜合利用中的關鍵過程之一。現有分離方法如精餾、有機溶劑吸收等存在能耗高、分離選擇性低的不足。本項目針對低碳烴混合物的分子特性，利用離子液體結構和性質可精細調控、幾乎不揮發的特點，以提高低碳烴混合物分離選擇性、降低過程物耗和能耗為目的，圍繞低碳烴與離子液體相互作用機理和定量構效關係、低碳烴-離子液體兩相體系氣-液相平衡、離子雜化材料構建與分離性能等化工分離基礎問題展開了深入研究，實現了若干代表性低碳烴混合物體系的高選擇性分離，推動了以離子液體為介質選擇性分離低碳烴混合物新方法的建立。 項目主要研究了長鏈羧酸功能化離子液體的結構-性質關係，包括直鏈羧酸離子液體的結構-性質關係以及支鏈羧酸離子液體的結構-性質關係，獲得了氫鍵鹼性強、兩親性好、可形成自組裝結構的新型離子液體。結合量化計算得到的表面禁止電荷面積描述符和SVM等算法建立了含有不同種類離子液體的粘度預測模型和熱容預測模型，擴展了粘度預測範圍。考察了低碳烴與離子液體之間的相互作用，研究了低碳烷烴和氮氣在功能化離子液體中的溶解和分離性能，以及離子液體對碳四混合物的分離純化性能，提高了對低碳烷烴和1,3-丁二烯的溶解度和分離選擇性。提出了以離子型雜化多孔材料為介質分離乙烯/乙炔的方法，獲得歷史最高的分離選擇性和乙炔吸附容量。進一步拓展研究了不同類型離子液體對氨氣的吸收性能及其機理，兼具高容量、高選擇性、可循環再生等優點。 項目共發表學術論文86篇，申請相關發明專利49項。項目成果有助於開發綠色、高效、低耗的低碳烴分離新工藝，為建設循環經濟、實現社會可持續發展提供化學工程基礎。對其它結構相似物質分離過程的研究也有借鑑意義。
