王 劍，徐仁杰，趙紅坤

（揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225002）

[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系液液相平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定

王 劍，徐仁杰，趙紅坤

（揚(yáng)州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225002）

CO2誘導(dǎo)的開(kāi)關(guān)型溶劑是指在通入和排出CO2后，其溶液性質(zhì)能發(fā)生可逆變化的新型溶劑，是典型的環(huán)境刺激響應(yīng)型智能化合物。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了20℃ 常壓下[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系液液相平衡數(shù)據(jù)，為開(kāi)關(guān)型溶劑體系在化工分離過(guò)程中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

液液相平衡；開(kāi)關(guān)型溶劑；甲苯

在傳統(tǒng)的萃取分離過(guò)程中通常用蒸餾的方法除去產(chǎn)物中的溶劑，然而蒸餾不僅消耗大量的能量，而且涉及到使用大量的揮發(fā)性有機(jī)物。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)了CO2誘導(dǎo)的可開(kāi)關(guān)溶劑，這類(lèi)溶劑通入CO2使體系的物化性質(zhì)或相數(shù)發(fā)生變化；通入N2使體系恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)[1]。因此，作為可替代環(huán)境友好化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)的補(bǔ)充，這類(lèi)溶劑在分離、萃取和反應(yīng)等過(guò)程中展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景[2]。然而，目前關(guān)于分離過(guò)程中開(kāi)關(guān)型溶劑在兩相中濃度分布規(guī)律的系統(tǒng)研究尚未見(jiàn)諸報(bào)道，本文分別選用N，N-二甲基芐胺（BDMA）、甲苯作為典型的開(kāi)關(guān)型溶劑添加劑和有機(jī)產(chǎn)物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了常壓下20℃時(shí)[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系的液液相平衡數(shù)據(jù)，為開(kāi)關(guān)型溶劑體系在化工分離過(guò)程中應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法

1.1 儀器及試劑

GC7890A 型氣相色譜儀（上海靈華儀器有限公司）；N，N-二甲基芐胺，質(zhì)量純度 ≥ 98.0％，甲苯，質(zhì)量純度 ≥ 99.5％，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)在帶恒溫夾套的平衡釜中進(jìn)行，恒溫夾套與恒溫水槽相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)，按不同質(zhì)量比用電子分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)取上述3種組分加入平衡釜中。CO2鼓泡進(jìn)入配制好的溶液中，通氣時(shí)間為8h。同時(shí)在氣體排空位置安置冷凝導(dǎo)管，避免被氣體夾帶而出的水分及胺溶劑的損失。然后用磁力攪拌器攪拌1h，使其充分混合并恒溫靜置16h后，用注射器分別取上下層平衡液進(jìn)行組分分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在20℃、101.33kPa下，實(shí)驗(yàn)測(cè)定的[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元體系的相平衡數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和圖1。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：有機(jī)相中主要含甲苯，液相中主要含水和叔胺鹽，沒(méi)有出現(xiàn)鹽結(jié)晶的現(xiàn)象。甲苯在有機(jī)相中的含量最高可達(dá)98.22％，這意味著利用開(kāi)關(guān)型溶劑可將甲苯萃取分離出來(lái)。

3 結(jié)論

常壓下實(shí)驗(yàn)測(cè)定了20℃時(shí)[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系的液液相平衡數(shù)據(jù)。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，甲苯和BDMA在任何組成下都共混；在三元相平衡體系中，沒(méi)有出現(xiàn)叔胺鹽結(jié)晶的現(xiàn)象，有機(jī)產(chǎn)物的純度可通過(guò)有機(jī)相的組成來(lái)確定。測(cè)定的液液相平衡數(shù)據(jù)和測(cè)定方法可為開(kāi)關(guān)型溶劑在化工分離工程應(yīng)用提供依據(jù)。

表1 [BDMAH][HCO3]（1）-甲苯（2）-水（3）三元體系的液液相平衡數(shù)據(jù)

圖1 [BDMAH][HCO3]-甲苯-水的三元相圖

[1]P.G.Jessop，L.Phan，A.Carrier，S.Robinson，C.J.Durr，J.R.Harjani. A solvent having switchable hydrophilicity[J].Green Chemistry，2010，（12）：809-814.

[2]P.G.Jessop，S.M.Mercera，D.J.Heldebrant.CO2-triggered switchable solvents，surfactants，and other materials[J].Energy & Environmental Science，2012，（5）：7240-7253.

Liquid-Liquid Equilibrium Data of[BDMAH][HCO3]-Toluene-Water Ternary System

Wang Jian，Xu Ren-jie，Zhao Hong-kun

CO2-induced switch-type solvent is a new type of solvent with reversible change in solution properties after the introduction and removal of CO2.It is a typical environmental stimuli-responsive intelligent compound.The liquid-liquid equilibrium data of the[BDMAH][HCO3]-toluene-water ternary system at 20 ℃ under normal pressure were determined in this experiment，which provided the basic data for the application of the switch solvent system in the chemical separation process.

liquid-liquid equilibrium；switching solvent；toluene

TQ423

A

1003-6490（2016）08-0068-01

2016-07-30

國(guó)家自然科學(xué)基金（21406192）、江蘇省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目（14KJD530002）。

王劍（1983—），男，江蘇泰州人，講師，主要研究方向?yàn)榛崃W(xué)。