[发明专利]一种利用羟基功能化离子液体萃取芳香化合物的方法

说明书

本发明涉及一种利用羟基功能化离子液体从水溶液中萃取芳香化合物的方法。该方法是采用如式(I)或(II)所示的羟基功能化离子液体为萃取剂，从芳香化合物的水溶液中萃取芳香化合物，其中，n为1‑10的整数；R₁为氢、羟基或C_1‑6的烷基；R₂为羟基或C_1‑6的烷基；X为六氟磷酸根或双三氟甲基磺酰亚胺根。利用所述的萃取剂，可有效地从水溶液中萃取芳香化合物。本发明提供的含羟基疏水性离子液体具有粘度小，稳定性好等优点，可以快速、高效地萃取水中芳香化合物，萃取剂能够循环使用，芳香化合物亦可实现资源化回收利用，适用于大规模废水处理。

技术领域

本发明属于化学工艺领域，具体涉及一种利用含羟基功能化基团的疏水性离子液体作为萃取剂从水中萃取芳香化合物的方法。

背景技术

芳香化合物指的是分子中含有苯环的有机化合物，主要包括芳香烃及其衍生物，如卤代芳香烃、芳香族硝基化合物、酚、胺等。芳香化合物目前作为溶剂或者化工原料广泛应用于农药、染料、医药等多个领域，在化工生产中占有重要地位。然而芳香化合物通常具有较大的毒性和致癌、致突变作用，一旦进入到环境中，将会对人体健康和生态系统造成极大的威胁。为此，各国对其排放制定了严格标准，根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的相关规定，大多数的芳香化合物均被我国列为着重控制的第二类污染物质。如何控制和减少芳香化合物对环境的污染已经成为社会和学术界关注的热点问题。

现有的芳香化合物废水的处理方法大致可分为物理处理、化学氧化和生物降解三种方法。其中萃取法是常用的物理处理方法之一，已经在实际工程中获得较广的应用。萃取法是采用与水互不相溶，但与芳香化合物亲和性能较好的溶剂作为萃取剂，使其与废水充分混合接触后，芳香化合物选择性地转移至萃取相中，从而得到净化废水的目的。目前常用的液-液萃取剂是有机溶剂，但大多数有机溶剂有一定的挥发性和毒性，在使用过程中容易造成损失和引入“二次污染”，并对环境造成危害。

近年来，离子液体凭借其几乎没有蒸气压、不挥发、热稳定性好、对多种物质具有良好溶解性能等优点，被视为绿色化合物，在有机合成、电化学、气体分离、液-液萃取等方面取得很好进展。中国专利CN103588675B和CN104897456B分别利用离子液体[Bmin][PF₆]萃取硫酸铵溶液中丁酮肟和水中的苯酚。中国专利CN106868326A将[Bmin][Tf₂N]离子液体与有机溶剂联合用于水溶液中金属离子铼的萃取。Silvia等人以[mmin][Tf₂N]和[emim][Tf₂N]为萃取剂从庚烷和甲苯的混合物中分离甲苯(Silviag Marcosl,GarcAJ,etal.Journal ofChemical engineeringData,2011,56(1),113-118.)。中国专利CN102603617B利用烷基化吡啶型离子液体如[BPy][PF₆]萃取水中吡啶化合物，萃取率达95％。中国专利CN 100345608C利用烷基季膦型离子液体(P_444,14LABS)萃取0.01mol/L苯酚水溶液，单级萃取率为90％。

利用离子液体作为萃取剂，可以很好地利用其蒸气压低的特点，避免了挥发性有机溶剂的使用，但是常规离子液体对于含有亲水基团的芳香化合物的萃取效率不高，不能满足大规模净化废水的需要，或者需要加入有机溶剂作为分散剂，从而向体系引入“二次污染”。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种萃取芳香化合物的方法，该方法利用含羟基功能化的离子液体作为萃取剂从水溶液中萃取芳香化合物，对芳香化合物，尤其是含有亲水基团的芳香化合物的萃取效率更高，并且不引入有机溶剂，原料成本低，合成步骤简单、产率高、性质稳定，适用于大规模废水处理。

本发明的目的可以通过以下措施达到：