基于COSMO-SAC模型研究离子液体对氨水溶液汽液平衡的影响

• 作者: 李明宴 李进龙 彭昌军 刘洪来
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 离子液体 COSMO-SAC 氨气 水 汽液平衡 模拟
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 热力学
• 页码范围: 1044-1053
• 页数: 9页
• 分类号: TQ013.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211343

摘要

采用COSMO-SAC模型研究了不同离子液体存在下氨水溶液的汽液相平衡，探讨了离子液体的亲水性、酸碱性、阴阳离子种类以及功能基团修饰等对氨的相对挥发度的影响。研究发现，不同性质的离子液体均会影响氨水系统的汽液相平衡。一般地，如果水与离子液体相互作用能高于氨与水的相互作用能，离子液体将有利于氨的逸出。当阴离子亲水性和形成氢键的能力越强，或者水与阴离子相互作用能越强，或者氨与阳离子相互作用能越弱，则离子液体越能促进氨水分离。水/离子液体之间的相互作用能与氨/水之间的相互作用能差值越大，离子液体越能提高氨的相对挥发度。当水与离子液体相互作用能低于氨与水的相互作用能时，离子液体也能促进低浓度下的氨水分离。阴离子要比阳离子更能影响氨的相对挥发度，其中氯离子([Cl]-)、醋酸根离子([Ac]-)型离子液体对促进氨水分离的效果更佳。对于甲基咪唑类阳离子([C n mim]+，n=2、4、6、8)，烷基链越长，越不利于氨的分离，但在[C2mim]+上嫁接胺基(—NH2)将会改善低浓度下氨水的分离效果。