【摘 要】
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[背景]离子液体(ionic liquids,ILs)是指由阴阳两种离子构成、熔点低于100℃的熔融盐。因其具有蒸气压低、热稳定性高、液态范围宽等独特的物理化学性质,越来越多地应用到生产生活各领域。随着研究的不断深入,人们发现离子液体具有一定的生态毒性,其使用后产生的废水、废液如果不经处理直接排放到自然环境中,会因为ILs的难以降解,对环境造成一定程度的危害。因此,为了符合绿色生态的发展理念,有必
【基金项目】
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河南省自然科学基金项目(182300410117)离子液体在零价锌/活性炭体系中的降解及其机理研究
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[背景]离子液体(ionic liquids,ILs)是指由阴阳两种离子构成、熔点低于100℃的熔融盐。因其具有蒸气压低、热稳定性高、液态范围宽等独特的物理化学性质,越来越多地应用到生产生活各领域。随着研究的不断深入,人们发现离子液体具有一定的生态毒性,其使用后产生的废水、废液如果不经处理直接排放到自然环境中,会因为ILs的难以降解,对环境造成一定程度的危害。因此,为了符合绿色生态的发展理念,有必要对离子液体废液的降解进行探讨。[目的]对功能离子液体在超声辅助-零价锌/活性炭体系(US-ZVZ/AC)下降解进行条件探索,观察降解效果,为离子液体废液的处理提供理论依据。[方法]1、以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯([Amim]Cl)为研究对象,采用超声辅助-零价锌/活性炭体系对其进行降解,改变溶液的p H值、炭锌比例和炭锌用量。2、在最佳实验条件下,用离子色谱法对[Amim]Cl、溴化N-丁基甲基苯并咪唑([Bmbim]Br)、四丁基氯化铵([Tba]Cl)三种功能离子液体降解可能产生的阴阳离子进行测定。3、研究了3种离子液体经超声辅助零价锌/活性炭体系降解后降解液的总有机碳含量(TOC)、降解率,同时利用GC-MS对其降解产物进行了分析。[结果]1、当溶液的pH=7、炭锌比为3:1、活性炭用量为6g·L-1和锌粉用量为2g·L-1时,[Amim]Cl降解效果最好,反应80min后的降解率达93%以上。2、[Amim]Cl离子液体降解液中,未检出铵离子;随着降解反应的进行,HCO2﹣有小幅增加,提示降解过程中可能有少量的HCO2﹣生成;[Bmbim]Br降解液中检出NH4﹢,说明降解过程有铵离子产生,应该是咪唑开环后由N原子生成;[Tba]Cl离子液体降解液检出NH4﹢,表明在降解过程中有NH4﹢生成;Cl﹣与降解前相比,含量有上升趋势,推测降解过程中Cl﹣在逐步释放。3、降解110min后[Amim]Cl、[Bmbim]Br、[Tba]Cl的矿化率分别为88.6%、78.0%和69.9%。在不同的时刻,均检测到了[Bmbim]Br、[Tba]Cl降解的中间产物。[结论]总体而言,超声辅助-零价锌/活性炭体系对降解功能离子液体非常有效,且成本低、简单易行,有望大规模应用于离子液体废水处理。
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