本项目在前期研究的基础上,探索从实际物料体系出发,应用溶剂萃取法,分别以叔胺,伯胺,二烷基咪唑,烷基铵等为萃取剂,从水相体系中萃取铼(Ⅶ),直接制备多种铼离子液体。通过核磁,DSC,拉曼等手段对其组成,结构进行分析,研究其密度,表面张力等物理化学性质,验证我们提出的离子液体空隙理论。分别考察不同温度,萃取时间,相比等条件对萃取率的影响,确定最佳萃取条件。采用Pitzer电解质溶液理论,在278.15~303.15 K,以Pitzer参数多项式拟合法,综合处理在自行设计和制造的恒温萃取装置上获得的实验数据,确定萃取过程热力学平衡常数及其对温度的经验关系式,并计算得到萃取过程的其它热力学参数值,确定反应的推动力。从微观上揭示该溶剂萃取体系的本质,加深对溶液化学的认识,为该项目的工业应用提供基础数据支持及理论指导,为我国特色产品的高附加值利用提供新的思路,丰富了稀散元素化学和绿色化学的研究内容。
Rhenium;Ionic liquid;Solvent extraction;Pitzer theory;Thermodynamics
稀散金属铼是一种带有浓厚军事色彩的元素,其合金应用于制造飞机涡轮发动机的叶片,含铼的催化剂更是被广泛应用于石油化工催化裂化,铂铼重整等重要过程。本项目在基金委资助下首创合成铼离子液体,它对空气和水稳定,长期暴露于空气中不发生性质改变,克服了传统的第一代含金属离子液体怕水、怕空气的弱点,是离子液体的一个原始创新。本项目改进了合成方法,采用萃取法直接从无机相中制备得到高纯的铼离子液体,省去了大量的中间环节。研究其密度,表面张力,离子等张比容等物理化学性质数据,估算铼离子的热力学参数,验证我们提出的离子液体空隙理论。采用Pitzer 电解质溶液理论,在278.15~303.15 K,以Pitzer 参数多项式拟合法,综合处理在自行设计和制造的恒温萃取装置上获得的实验数据,确定萃取过程热力学平衡常数及其对温度的经验关系式,并计算得到萃取过程的其它热力学参数值,确定反应的推动力。将本项目制备的铼离子液体应用于烯烃环氧化等催化反应,可实现较高的转化率和选择性,缩短反应周期,并可降低反应条件至常温常压进行,取得较为满意的效果。 本青年项目取得学术成果为发表SCI论文20篇,EI论文3篇,其中SCI二区以上15篇。申请专利8项,获授权专利5项。在中央级出版社出版专著1部,合著外文专著1章节。获辽宁省政府自然科学奖二等奖一项。