應天彪，張瑞娜，劉華彥，崔國凱，盧晗鋒

（浙江工業(yè)大學 化學工程學院 能化反應工程研究所，浙江 杭州 310014）

揮發(fā)性有機化合物（VOCs）不僅威脅人們的生命健康、污染環(huán)境，而且損害經(jīng)濟的健康發(fā)展，對VOCs的治理刻不容緩。當前去除氣態(tài)VOCs的技術大致可以分為兩類：破壞法和回收法。破壞法主要包括燃燒或催化氧化法[1-5]、生物降解法[6-8]和等離子體法[9-11]等；回收法主要包括冷凝[12-13]、吸收[14-15]、吸附[16-18]和膜分離[19-20]等。由于回收法操作簡單、效率高、能耗低、無CO2排放，被認為是很有前途的VOCs去除方法。VOCs捕集和分離的關鍵因素之一是液體吸收劑或固體吸附劑的選擇，它決定了分離效率。有機溶劑[21]、表面活性劑[22-23]和微乳液[24]是主要的VOCs吸收劑，但它們的再生過程往往伴隨著二次污染。固體吸附劑包括硅膠[25]、活性炭[26-27]、沸石[28-30]和金屬有機骨架材料[31-32]，具有高比表面積和孔隙率，對氣態(tài)VOCs的吸附容量高，但存在防潮性差、熱穩(wěn)定性低等缺點。此外，膜分離是一種節(jié)能的VOCs去除方法，但總伴隨著VOCs的釋放。因此，應開發(fā)無二次污染的VOCs捕集和分離替代材料。

文藝性戲仿是一種通過滑稽仿諷的方式來模仿、調侃或評論原作的獨特創(chuàng)作形式，主要針對原作主題、作者、風格或其他方面內容。③ 參見維基百科對Parody（戲仿）的定義，載https://en.wikipedia.org/wiki/Parody，最后訪問日期：2018年9月11日。我國著作權司法實踐中最著名的戲仿案例當屬《一個饅頭引發(fā)的血案》，胡戈從電影《無極》剪輯創(chuàng)作出了該戲仿短視頻作品，并表達出了新的幽默、諷喻與批判性風格。

離子液體作為一類新興的液態(tài)功能材料，具有某些獨特的物理化學性質，如高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性、可忽略的蒸氣壓、不易燃性和優(yōu)良的結構可設計性等[33-34]。離子液體和離子液體基材料作為溶劑或催化劑，在能源、環(huán)境、材料、資源、醫(yī)學、化學和工程領域受到了關注[35-37]。近年來，離子液體也作為傳統(tǒng)有機溶劑的替代品出現(xiàn)在氣體捕獲和分離中。例如，離子液體已被用于有效地捕獲無機氣體，如CO2[38-42]，SO2[43-47]，NH3[48-49]，NOx[50-51]，CO[52-53]等。

目前，離子液體已用于VOCs的捕獲和分離，如苯、甲苯和二甲苯（BTX）[54]、丙酮[55]和其他揮發(fā)性有機氣體[56-58]。與有機溶劑吸收劑、傳統(tǒng)固體吸附劑和膜相比，離子液體基材料在VOCs捕集和分離領域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。Yu等[59]總結了近年來離子液體吸附劑在室內污染物（NH3，SO2，VOCs）脫除中的研究現(xiàn)狀和進展。Yan等[60]對用于分離CO2和VOCs且與膜分離相結合的離子液體進行了綜述。在VOCs中，苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯（統(tǒng)稱BTEX）和其他芳香族化合物，尤其是BTEX，是有毒物質，會在室溫下快速蒸發(fā)，被美國環(huán)境保護局列為優(yōu)先污染物。對各種離子液體基材料捕獲和分離芳香族VOCs進行系統(tǒng)綜述，有助于去除芳香族VOCs的研究。

本文綜述了離子液體（包括純離子液體、離子液體雜化體系和離子液體膜）用于芳香族VOCs捕集和分離的研究進展，總結了離子液體捕集和分離芳香族VOCs的方法，討論了離子液體與芳香族VOCs的相互作用，分析了材料結構、捕集溫度、VOCs濃度、流量等因素對分離性能的影響。

4.2.1 溫度

1 單一離子液體對芳香族VOCs的吸收

由于離子液體具有獨特的結構可設計性，它的數(shù)目多達1018種[61]，因此快速有效地確定用于高效吸收氣態(tài)VOCs的合適離子液體相當困難。借助模型對離子液體進行篩選并結合實驗進行驗證是行之有效的方法。

1.1 COSMO模型預測

COSMO-RS模型是一種通過量子化學來計算分子表面間相互作用的方法[62-63]，能夠有效預測離子液體的熱力學性質，如溶解度、活度系數(shù)、相平衡等[64-65]。該方法在COSMO理論的基礎上，把流體看成是緊密壓縮、理想屏蔽的分子體系，且所有分子表面緊密相連。COSMO-RS模型所需參數(shù)少，且參數(shù)并不完全依賴實驗數(shù)據(jù)擬合得到，因此在缺少實驗數(shù)據(jù)的情況下尤其適用。COSMORS模型的預測結果能夠很好地再現(xiàn)或符合實驗數(shù)據(jù)，為設計離子液體提供了先進的計算工具。Bedia等[66]通過COSMO-RS模型分析了溶質-溶劑相互作用，得到了甲苯在不同離子液體中的亨利常數(shù)，亨利常數(shù)越小，說明離子液體對氣態(tài)甲苯的溶解性越好，即具有更好的甲苯吸收效果。其次，長鏈咪唑鎓陽離子和四取代長鏈鏻鎓或銨鎓陽離子可能提高了離子液體吸收甲苯的能力。甲苯動態(tài)吸收實驗結果也證明了含[Tf2N]-和長烷基側鏈陽離子的咪唑鎓離子液體適合吸收甲苯。張文林等[67]采用COSMO-SAC模型結合動態(tài)吸收實驗研究了多種咪唑鎓離子液體的氣態(tài)甲苯吸收性能，實驗測定結果與模型預測結果基本一致。上述研究結果充分說明了COSMO-RS模型和COSMO-SAC模型可用于半定量和定性預測氣態(tài)甲苯在離子液體中的溶解度，對設計應用于氣態(tài)甲苯吸收分離的離子液體具有指導意義。

1.2 咪唑鎓離子液體

Couvert等[68]利用頂空-氣相色譜法測定了包括甲苯在內的多種VOCs在不同溶劑中的分配系數(shù)，結果表明，甲苯在兩種咪唑鎓離子液體[C4mim][PF6]、[C4mim][Tf2N]中的分配系數(shù)高于甲苯在其他溶劑中的分配系數(shù)。Alfredo-Santiago等[69]也得到了相似的結論。

4、開展革命傳統(tǒng)教育活動。3月27日，組織全體黨員、入黨積極分子70余人，到崇明烈士陵園，祭掃革命烈士活動。

在理論計算研究中，咪唑鎓離子液體被證明對甲苯具有較好的吸收性能，因此引起了研究人員的極大興趣。Wang等[70]用濁點法測得液態(tài)甲苯在[C4mim][Tf2N]中的溶解度為61.45%，在后續(xù)的氣態(tài)甲苯吸收實驗中，當甲苯初始含量為300×10-6（w）、流量為50 mL/min、吸收溫度為20 ℃時，[C4mim][Tf2N]對氣態(tài)甲苯的初始吸收率為98.3%、飽和吸收量為135.49 mg/g。[C2mim][BF4]和[C4mim][PF6]具有良好的氣態(tài)甲苯吸收性能，且能夠通過加熱方式對VOCs進行解吸再生，再生后仍能保持原有的吸收性能[55，71]。此外，離子液體吸收氣態(tài)甲苯前后的NMR和FTIR譜圖均未有明顯改變，證明了離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收為物理吸收[55，72]。

研究結果表明，季鏻鎓、吡咯鎓、吡啶鎓等離子液體也對氣態(tài)甲苯具有良好的吸收性能。季鏻鎓離子液體指的是陽離子是四烷基鏻[76-78]的離子液體，主要用于CO2[79]或SO2[80]的吸收。研究人員用氫鍵與C-H···π鍵[81]來解釋離子液體吸收VOCs（尤其是芳烴）的機理。為了進一步研究季鏻鎓離子液體對芳烴的吸收機理，Tan等[82]利用密度泛函理論優(yōu)化了多種季鏻鎓離子液體的分子結構，得出它與甲苯分子的相互作用主要是氫鍵、C-H···π鍵和靜電引力。[P8883][BF4]和[P4443][BF4]對甲苯的靜態(tài)吸附量分別為2 840 mg/g和685 mg/g，證明了當陽離子具有長烷基側鏈時，能夠提高對甲苯的吸收能力[83]。

陰離子種類也會影響離子液體對BTX的吸收性能。Ramos等[73]探究了陽離子烷基側鏈長度、陰離子種類對咪唑鎓離子液體吸收氣態(tài)甲苯性能的影響，咪唑鎓陽離子與甲苯的親和性排序為：[C6mim]+＞[C4mim]+＞[C2mim]+；當陽離子為[C2mim]+時，陰離子對甲苯吸收性能的排序如下：[CH3COO]-＞ [PF6]-＞ [BF4]-～ [I]-＞ [HSO4]-。Chan等[74]對比了陽離子為[C4mim]+時，不同陰離子的離子液體對甲苯的吸收性能，當陰離子為[Tf2N]-時，對甲苯的吸收量最高，其次是[CF3SO3]-，再次是[PF6]-，[ClO4]-，[NO3]-，[TA]-，[BF4]-和[CH3SO3]-對甲苯的吸收量最低。

由氫鍵受體和氫鍵供體組成的低共熔離子液體作為一種類離子液體，與離子液體有某些共同的優(yōu)點，即蒸氣壓低、功能可設計、穩(wěn)定、易于再生等，且更易制備、成本更低、更環(huán)保，因此也被用于氣體吸收分離領域[89]。Leila等[90]測試了多種低共熔離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收性能，發(fā)現(xiàn)甲苯在摩爾比為1∶2的四丁基溴化銨-癸酸低共熔離子液體中的氣液分配系數(shù)與它在咪唑鎓離子液體以及硅油中的氣液分配系數(shù)處于同一數(shù)量級，且隨溫度的升高，溶解度幾乎不變。Song等[72]制備了摩爾比為1∶3的四乙基氯化銨-油酸低共熔離子液體，在298.2 K、甲苯入口含量為600×10-6（w）、流量為200 mL/min時，連續(xù)鼓泡吸收10 min后，氣態(tài)甲苯脫除率為99.7%；在靜態(tài)實驗中，當氣態(tài)甲苯分壓為3.1 kPa時，它的溶解度為1.343 1 mol/L，此時對應的靜態(tài)吸收量為136 mg/g。這一研究結果證明了甲苯在四乙基氯化銨-油酸低共熔離子液體中的溶解度與在咪唑鎓離子液體中的相當[70]。此外，Supek等[91]發(fā)現(xiàn)與其他離子液體、有機溶劑和水相比，基于[Ch][Cl]的低共熔離子液體溶液，如[Ch][Cl]/尿素/三乙二醇（摩爾比1∶2∶2）、[Ch][Cl]/尿素（摩爾比 1∶2）和[Ch][Cl]/二乙二醇（摩爾比1∶2）對BTEX的吸收性能更好。研究結果表明，基于二醇的低共熔離子液體溶液具有更高的甲苯吸收能力。

圖1 通過波函數(shù)計算獲得的RDG分析的彩色填充等值面圖[75]Fig.1 Color-filled isosurface maps of RDG analyses obtained by the wave-function calculation[75].

1.3 其他鎓鹽離子液體

為了研究離子液體的陰陽離子結構對甲苯吸收性能的影響，張文林等[67]計算了[C2mim]+，[C4mim]+，[C6mim]+與甲苯的相互作用能，分別為 -327.125，-409.138，-492.698 kJ/mol，隨著陽離子烷基側鏈長度的增加，陽離子與甲苯的相互作用能增加，進而增強了離子液體與甲苯的相互作用，使離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收量增大。此后他們采用[C12mim][Tf2N]進行氣態(tài)甲苯的吸收實驗，測得該離子液體對氣態(tài)甲苯的初始脫除率為96.2%、飽和吸收量為69 mg/g。此外，當陰離子含有烷基鏈時（如[MeSO4]-，[EtSO4]-，[BuSO4]-，[OcSO4]-等），離子液體對甲苯的吸收性能隨著陰離子烷基側鏈長度的增加而提高[51]。

云南省應用沼肥種植茶葉的可行性分析………………… 雷雅婷，胡 涵，王翠仙，尹 芳，王昌梅，趙興玲，吳 凱，張無敵（125）

Zhang等[84]研究了咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓離子液體對甲苯的溶解性。他們發(fā)現(xiàn)，吡咯烷鎓離子液體對甲苯的溶解性比吡啶鎓和咪唑鎓離子液體好，這是由于吡咯烷鎓陽離子的極性較弱，吡咯烷鎓離子液體與甲苯的相互作用較強。由于咪唑鎓、吡啶鎓和吡咯烷鎓離子液體的芳香性，它們可以與芳香族VOCs形成π-π堆積，從而增強兩者間的相互作用。單一離子液體對氣態(tài)甲苯吸收性能（動態(tài)吸收或靜態(tài)吸收）的比較見表 1[67，70-71，83，85]。

表1 單一離子液體對氣態(tài)甲苯吸收性能的比較Table 1 Comparison of gaseous toluene absorption performance of neat ionic liquids(ILs)

2 離子液體雜化體系對芳香族VOCs的吸收

為了解決單一離子液體存在的傳質差問題，研究人員開發(fā)了離子液體雜化體系用于氣態(tài)甲苯的吸收。離子液體雜化體系包括兩種：單一離子液體與溶劑配制成混合溶液吸收劑和離子液體負載于固體材料制得固載吸附劑，其中，離子液體混合溶液又包括離子液體復配溶液和低共熔離子液體混合溶液。

2.1 離子液體復配溶液

Uczak等[86]研究了BTX在1-烷基-3-甲基咪唑鎓氯化物的水性混合物中的溶解情況。結果表明，由于咪唑鎓陽離子和芳環(huán)之間額外的π-π相互作用，離子液體對BTX的摩爾溶解度高于相似鏈長的典型離子表面活性劑。隨著鏈長的延長，膠束內BTX分子的數(shù)量增加，導致BTX的溶解度增加。張樂等[87]選擇了三種咪唑鎓離子液體[C12mim][Cl]，[C12mim][NO3]，[C12mim][DCA]與水復配形成離子液體水溶液，該水溶液對氣態(tài)甲苯的飽和吸收量與離子液體含量（0.01%～5%（w））、氣態(tài)甲苯濃度呈正相關，與進氣氣速呈負相關。此外，5%（w）[C12mim][DCA]水溶液對甲苯的初始吸收率為98%，飽和吸收量為53.39 mg/g，但脫除時間長達128 min。張文林等[85]采用[C12mim]·[Tf2N]與水形成的復配吸收劑吸收甲苯和丙酮混合廢氣，研究了進氣濃度、進氣流量、攪拌轉速、吸收溫度等因素對吸收率的影響，在甲苯、丙酮進氣質量濃度分別為15 000 mg/m3和7 500 mg/m3、進氣流量0.024 m3/h、攪拌轉速1 600 r/min、吸收溫度303.15 K的條件下，10%（w）[C12mim][Tf2N]的復配吸收劑對甲苯和丙酮的初始吸收率分別為94%和95%。

Zhang等[88]分別制備了[C2mim][Cl]，[C4mim]·[Cl]，[C6mim][Cl]，[C4mim][BF4]，[C4mim][PF6]，[C4mim][Tf2N]與PEG200（PEG為聚乙二醇）組成的復合吸收劑，研究了這六種吸收劑對二氯甲烷（DCM）和苯等的吸收性能。實驗結果表明，[C6mim][Cl]-PEG200復合吸收劑前5 min對DCM的吸收率為85.46%，對苯的吸收率為87.15%。理論計算結果表明，[C6mim][Cl]與DCM的相互作用強于[C6mim][Cl]與苯的相互作用。此外，[C6mim][Cl]-DCM和[C6mim][Cl]-苯之間可以形成強氫鍵。上述研究結果說明離子液體-水復配溶液可以用來高效脫除氣態(tài)甲苯。

2.2 低共熔離子液體溶液

此外，[Tf2N]-也被證明具有較好的甲苯親和性[66，68-69]，原因是它與咪唑氫鍵的強度最弱，而陰陽離子間較弱的相互作用更有利于離子液體與甲苯分子間的相互作用，提高對氣態(tài)甲苯的吸收性能。為了增強咪唑鎓離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收性能，Yu等[75]設計合成了兩種引入了π電子供體的功能化咪唑鎓離子液體[PhCH2mim][Tf2N]和[Amim][Tf2N]，與傳統(tǒng)咪唑鎓離子液體[C2mim][Tf2N]相比，[PhCH2mim][Tf2N]對氣態(tài)甲苯的脫除率提高，達到99.992%。為了分析其中的機理，Yu等[75]通過量子化學和分子動力學計算模擬，證明了咪唑鎓陽離子與氣態(tài)甲苯間的相互作用主要由靜電相互作用、范德華相互作用及C-H··π相互作用共同決定（見圖1）。由圖1可看出，常規(guī)咪唑鎓離子液體中，主要相互作用為甲苯苯環(huán)上的π電子與咪唑環(huán)的π···π堆積作用以及咪唑環(huán)上H5與甲苯的苯環(huán)之間形成的C-H···π相互作用。在陽離子中引入π電子后，引入的π電子與甲苯苯環(huán)之間有一個額外的π···π相互作用，其次作為不飽和雙鍵的引入，使引入π電子的陽離子與甲苯苯環(huán)間的C-H···π相互作用相較于原來的陽離子增強。此外，引入額外的基團增加了陽離子的體積，陰陽離子之間的庫侖作用力減弱，空間體積變大，因此能夠容納更多甲苯分子，也增強了離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收能力。

Friess等[107]制備了含20%～80%（w）[C2mim]·[Tf2N]的聚（偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯）（P（VDF-HFP））凝膠膜，它的甲苯/N2選擇性達到194，進一步的研究結果表明該膜適用于烷烴和芳烴的分離。Ranjbaran等[108]制備了一種由大量離子液體和無機/有機復合雙網(wǎng)絡（DN）構成的韌性凝膠膜。含80 %（w）[C4mim][Tf2N]的DN離子液體凝膠膜具有比SILM更高的甲苯蒸氣滲透系數(shù)（大于30 000 barrer）和甲苯蒸氣/N2選擇性（690）。此外，由于DN離子液體凝膠膜優(yōu)異的機械強度和離子液體保持性能，使其在加壓條件下保持了高的甲苯蒸氣滲透性和良好的甲苯/N2選擇性。由于甲苯蒸氣滲透速率的決定步驟是溶解的甲苯蒸氣在凝膠膜上的擴散，所以較薄的DN離子液體凝膠膜可獲得較高的甲苯蒸氣滲透系數(shù)。

表2 基于離子液體的混合溶液對氣態(tài)甲苯吸收性能的比較Table 2 Comparison of gaseous toluene absorption performance of mixed solutions based on ILs

2.3 離子液體固載吸附劑

將離子液體與固體材料相結合，可制得離子液體固載吸附劑，用于高效吸收氣態(tài)VOCs。離子液體固載吸附劑對氣態(tài)VOCs吸收性能的測定方法與離子液體對氣態(tài)VOCs吸收性能的測定方法相似。在多孔材料上負載離子液體對其進行改性制得離子液體固載吸附劑，可在減少離子液體用量的同時，降低離子液體自身的相互作用，提高離子液體與VOCs分子的相互作用，不僅有效解決了離子液體黏度高、傳質能力差的問題，而且擴大了離子液體與氣體污染物的接觸面積，提高了傳質性能。

Faghihi-Zarandi等[92]將季鏻鎓離子液體、吡啶鎓離子液體、咪唑鎓離子液體固載于硼鎂玻璃球上（見圖2），其中，季鏻鎓離子液體固載吸附劑[Ph3P—（CH2）2—SO3H][TOS]對氣態(tài)甲苯的脫除率為99%，吸附量為218.4 mg/g。

圖2 不同離子液體/微玻璃球對空氣中甲苯的去除機理[92]Fig.2 The mechanism of toluene removal from air based on different ILs/MGBs[92].

王新豪等[93]以活性炭為載體，采用浸漬法制得多種季鏻鎓離子液體和咪唑鎓離子液體固載吸附劑，研究了固載吸附劑對甲苯和二甲苯的吸收性能。靜態(tài)吸收實驗結果和吸附動力學研究結果均表明 [P8883][Tf2N]固載吸附劑對氣態(tài)甲苯具有較高的吸附性能，吸附量為782 mg/g。此外，[P8883][BF4]固載吸附劑與二甲苯的親和性高。制備的固載吸附劑對二甲苯三種異構體吸附量的排序為鄰二甲苯＞間二甲苯＞對二甲苯（見圖3），吸附量的差異主要是因為三種異構體的分子體積不同。

圖3 不同固載吸附劑對二甲苯異構體的靜態(tài)吸附量[93]Fig.3 Static adsorption capacity of xylene isomers by different adsorbents[93].

綜上所述，離子液體固載吸附劑能夠減少離子液體的使用，它同時具備離子液體吸收BTX的活性位點和吸附劑的多孔結構，增強了對BTX的吸收性能，為離子液體作為吸附劑凈化廢氣提供了新方法。

近年來，免疫治療方法很多，如利妥昔單抗免疫治療等[7]。PD-1抑制劑對于多種腫瘤治療療效得到臨床上的認可，但是對于出現(xiàn)的不良反應也是值得臨床上重點關注，嚴重時可能危及生命。結合本組3例案例予以總結如下：在治療中，定時要監(jiān)測患者肺功能、肝功能及甲狀腺功能等[8]。做好患者使用PD-1抑制劑的心理護理，提前告知不良反應的癥狀，密切觀察患者的心理變化，及時發(fā)現(xiàn)不良反應征兆，預防和降低不良反應的發(fā)生率，使損害降到最低，保證用藥安全，提高患者的生命質量。PD-1抑制劑效果優(yōu)于傳統(tǒng)放化療，且聯(lián)合治療優(yōu)于單獨用藥?？梢云诖?，免疫治療在不久的將來會像化療一樣成為腫瘤患者的常規(guī)治療手段之一[9]。

3 離子液體膜對芳香族VOCs的分離

膜分離是近年來研究最廣泛、發(fā)展最快的分離技術之一。與傳統(tǒng)分離方法如蒸餾、精餾等相比，具有能耗低、裝置占地面積小和易于操作等優(yōu)點。將膜分離技術和離子液體技術相結合獲得的離子液體膜具有穩(wěn)定性、滲透性和選擇性高等優(yōu)點，在VOCs的分離中展現(xiàn)出了良好的性能。此外，離子液體膜所使用的離子液體量較少，極利于離子液體的回收和重復利用[94-95]。離子液體膜可分為支撐離子液體膜（SILM）和離子液體凝膠膜。

3.1 SILM

離子液體的陰陽離子結構是影響離子液體吸收氣態(tài)VOCs的主要影響因素。由于離子液體數(shù)量多達1018種，因此調控陰陽離子的結構使得離子液體對氣態(tài)VOCs具有良好的吸收性能是關鍵。芳香族VOCs與離子液體之間最主要的相互作用是π-π共軛和氫鍵[92，110]，其中π-π共軛包括π···π相互作用和C-H···π相互作用。研究結果表明，咪唑鎓、吡啶鎓等具有芳環(huán)的陽離子可以與甲苯的苯環(huán)形成π···π相互作用和C-H···π相互作用[82]，含氟陰離子可以與甲苯的C-H鍵形成C-H···F氫鍵[83]。在選擇陰離子時，高度鹵化、高度疏水的陰離子（如[C6F18P]-，[Tf2N]-，[FeCl4]-等）[66-67]更利于離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收。離子液體陽離子種類對甲苯吸收性能的影響相對于烷基側鏈長度對甲苯吸收性能的影響弱[74]。具有烷基側鏈的陽離子可以與甲苯形成C-H···π相互作用，增強離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收性能，且隨著烷基側鏈長度的增加，吸收性能提高。此外，當陰離子中含有烷基鏈時，隨著烷基鏈長度的增加，離子液體對甲苯的吸收性能也隨之提高[111]。這為設計調控離子液體結構用于吸收分離芳香族VOCs提供了思路。

圖4 離子液體膜吸附氣體的兩步吸附機制[97]Fig.4 Two steps sorption mechanisms for gas sorption by IL membrane[97].

Wang等[98]將離子液體[C4mim][BF6]與聚偏氟乙烯（PVDF）膜相結合形成SILM。實驗結果表明，在40 ℃時，它對甲苯/環(huán)己烷的選擇性可達到15～25，且能穩(wěn)定保持550 h。Hirota等[99]用浸漬法制備了[C4mim][TfO]-PVDF復合膜，該膜可同時脫除三元體系中的芳烴和環(huán)烷烴，對苯/H2和環(huán)己烷/H2的分離因子分別為7 500和300。Abraham等[100]提出用[Bzmim][Cl]修飾多壁碳納米管基丁苯橡膠復合膜，用于選擇性分離甲醇和甲苯的共沸混合物。該膜表現(xiàn)出優(yōu)異的分離性能，最高分離因子為128.4，是丁苯橡膠對照膜的1.6倍（見圖5）。

圖5 多壁碳納米管網(wǎng)絡結構滲透分離液體混合物的機理示意圖[100]Fig.5 Schematic diagram of pervaporation separation mechanism of liquid mixtures through MWCNT network structure[100].

Iwona等[101]使用不同的咪唑鎓離子液體和聚丙烯膜制備了SILMs，在甲苯/N2混合物的分離中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，滲透系數(shù)在900～2 000 barrer（1 barrer=7.5×10-18m3（STP） m/（m2·s·Pa））的范圍內。在288 K時，[C2mim][TfO]對甲苯/N2的選擇性高達341。實驗結果表明，離子液體對甲苯/N2的滲透系數(shù)隨著溫度的升高而線性增加，但選擇性隨著溫度的升高而降低。離子液體的黏度隨著溫度的升高而降低，這導致擴散增強。[Tf2N]基離子液體對甲苯/N2的選擇性隨咪唑基側鏈長度的增加而增加，滲透系數(shù)也隨之增大，表明分離受溶解度控制，而[TfO]基離子液體則相反。[TfO]基離子液體由于具有較高的選擇性而更適合于甲苯的去除。

水稻是重要的糧食作物，在全世界糧食作物種植中占有很大的比重。我國耕地面積有限，想要依靠擴大種植面積來增加水稻的產(chǎn)量是不可行的。為了滿足人們對水稻的需求，我國大量依賴農(nóng)藥化肥提高水稻產(chǎn)量。這種生產(chǎn)模式嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境，不可以長久使用。想要發(fā)展綠色水稻產(chǎn)業(yè)，就需要培育能夠適應生態(tài)環(huán)境的高產(chǎn)新品種。

基于吡啶的離子液體對芳香化合物具有更高的親和力。同時，吡啶鎓離子液體比咪唑鎓離子液體略微溶脹，這可以使膜的離子液體量最小化。Iwona等[102]使用不同的吡啶鎓和吡咯烷鎓離子液體制備的SILMs從甲苯/N2混合氣體中分離甲苯，顯示出對甲苯的高滲透性（滲透系數(shù)為637～2 034 barrer），并具有令人滿意的分離選擇性。實驗結果表明，具有較長烷基側鏈的離子液體對甲苯分離的選擇性較高。此外，Iwona等[103]還使用不同的銨離子液體制備了SILMs，并證明了它們從甲苯/N2中分離甲苯的潛力，分離選擇性為29～120，該選擇性明顯低于使用咪唑鎓離子液體時的選擇性[101]。

3.2 離子液體凝膠膜

雖然用離子液體替代揮發(fā)性有機溶劑解決了由于蒸發(fā)造成溶劑損失的不穩(wěn)定性問題，但在一定的跨膜壓差下，SILMs的穩(wěn)定性仍然較差。當跨膜壓差超過200 kPa時，由于弱毛細管力而保留在多孔支撐膜中的離子液體容易泄漏，導致膜的分離性能顯著降低[104]。因此，有必要開發(fā)一種穩(wěn)定的離子液體膜。含有離子液體的聚合物網(wǎng)絡組成的離子液體凝膠膜，由于具有優(yōu)異的物化性質[97，105]，在氣體分離領域受到廣泛關注。離子液體凝膠膜的聚合物網(wǎng)絡像海綿一樣，可以將離子液體固定在10～100 nm的孔中[106]。目前已經(jīng)開發(fā)了各種用于氣體分離的高穩(wěn)定性離子液體凝膠膜[104]。

盡管復配體系比單一離子液體的甲苯吸收性能有所降低，但極大地降低了成本，為工業(yè)應用提供了可能。與單一離子液體吸收氣態(tài)甲苯相似，離子液體復配體系吸收甲苯的性能隨陽離子的烷基側鏈長度的增加而提高[72]?；陔x子液體的混合溶液對氣態(tài)甲苯吸收性能（動態(tài)吸收或靜態(tài)吸收）的比較見表2。

處在二區(qū)三角形CGF區(qū)域的P3，是一種高成本高功能的價值溢出狀態(tài)，表明高校資源的高投入獲得了高回報，但要長期保持這樣的狀態(tài)，需要有新的投入。

Tu等[109]制備了一系列不同離子液體的P（VDFHFP）凝膠膜，其中由15%（w） P（VDF-HFP）和45%（w）[Amim][Tf2N]組成的離子液體凝膠膜在25 ℃下顯示最佳的甲苯通量（120 g/（m2·h）），分離因子為11.3；在低芳烴濃度下，該膜的甲苯分離系數(shù)高于20；在連續(xù)工作30 h后仍保持良好的穩(wěn)定性，通量保持在相同水平。離子液體凝膠膜的分離性能主要取決于凝膠中離子液體的含量，但增加離子液體的含量會降低凝膠膜的機械強度，因此，有必要在機械強度和溶質擴散性之間取得平衡，以獲得性能更好的離子液體凝膠膜。

4 離子液體吸收氣態(tài)VOCs的影響因素

離子液體對氣態(tài)VOCs吸收性能的影響因素包括內在因素和外在因素，內在因素為離子液體的陰陽離子結構，外在因素主要包括吸收溫度、氣態(tài)VOCs濃度、氣體流量、吸收劑形態(tài)等。較低的吸收溫度、較大的進氣濃度、一定范圍內較大的流量都能增強離子液體及基于離子液體的液體吸收劑和固體吸附劑對氣態(tài)VOCs的吸收性能。

4.1 離子液體結構對的影響

SILM是一種非分散型液體膜，離子液體通過毛細作用力以浸漬的方式固定在支撐材料的孔隙中，支撐材料包括聚合物膜和無機膜[96]。Yan等[97]將[C4mim][Tf2N]與多通道管狀陶瓷膜結合制備了SILM，將其用于從氣流中吸收甲苯，如圖4所示。該膜對氣態(tài)甲苯具有較好的吸收性能，飽和吸收量為224.74 mg/g，這與Bedia等[66]的實驗結果相近。此外，陶瓷膜可以防止離子液體泄漏并保護離子液體免受氣相中固體雜質的影響，提高了離子液體的可重復使用性。

離子液體的陰離子結構或陽離子結構對氣態(tài)甲苯吸收性能的影響不是絕對的，陰離子與陽離子之間會互相影響并決定離子液體的特性[69，111]。例如，當咪唑鎓陽離子存在烷基側鏈時，陰離子選用[Tf2N]-有利于提高離子液體的甲苯親和性，然而選用[PF6]-則恰恰相反；當咪唑鎓陽離子烷基鏈中含有吸電子基（如氰基）時，[Tf2N]-的存在反而降低了離子液體與甲苯的親和性。

4.2 外在因素的影響

作為技能型和應用型人才培養(yǎng)的基地，院校肩負著為社會輸送人才和確保畢業(yè)生順利就業(yè)的雙重任務，需要同汽車營銷市場建立起緊密的聯(lián)系。但是就目前院校汽車營銷教學的現(xiàn)狀來看，學校教育環(huán)節(jié)同汽車營銷的市場需求銜接程度還比較低。由于院校的學生基礎知識薄弱，再加上年齡較小其自制能力比較弱，在具體的教學過程當中如果教師不進行汽車銷售理論和實踐內容以及外延的具體講解和培訓，很難達到預期的教育目標，不利于學生的順利就業(yè)。

溫度是影響離子液體吸收氣態(tài)甲苯的一個重要因素。Ma等[71]發(fā)現(xiàn)[C2mim][BF4]離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收率隨溫度的升高而降低，且吸收量從30 ℃時的4.5 mg/g降至90 ℃時的0.004 5 mg/g。隨著溫度從303.15 K升至343.15 K，[C4mim][BF4]離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收量從26 mg/g降至1.4 mg/g[67]，表明離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收量隨著溫度的升高而降低。

教學情境是學生學習的隱性環(huán)境，生活中處處有化學，創(chuàng)設學生熟悉的教學情景，學生的學習熱情會大大提升.在實施過程中，教師可以借助生活現(xiàn)象、社會事件、學生的生活經(jīng)驗等.

4.2.2 進氣濃度

甲苯進氣濃度也是影響離子液體對氣態(tài)甲苯吸收性能的重要因素，進氣濃度越大，氣態(tài)甲苯和離子液體的傳質效果越好，離子液體對氣態(tài)甲苯的飽和吸收量也越大。張樂等[87]發(fā)現(xiàn)，隨著甲苯的進氣質量濃度從600 mg/m3增至2 800 mg/m3，5%（w）[C12mim][DCA]離子液體水溶液對甲苯的飽和吸收量由43.98 mg/L增至66.62 mg/L，提高了52%。

4.2.3 流量

孩子記憶的黃金時間是16歲之前，要充分利用這個階段，讓孩子多記誦大量的經(jīng)典文章、名言佳句，從小奠定堅實的語文根底。如果不能在孩子們閱讀背誦的“童子功”階段引導他們走向閱讀的“海闊天空”，讓他們在書中與歷史對話、與高尚交流、與智慧撞擊，從而打下沉實、厚重的文學素養(yǎng)、人文素養(yǎng)的基礎，將來孩子就很難成為高尚的、文明的，具有創(chuàng)造性的現(xiàn)代人。

（2）地質鉆探深度的充分程度未到達要求標準，在施工過程中，無法發(fā)現(xiàn)墓穴、廢棄河道，因此，在工程施工中沒有采取相應的措施，對這些可能會對工程質量造成影響的進行處理。

流量也是影響離子液體吸收氣態(tài)甲苯的因素。在一定范圍內，隨著進氣流量的增大，氣態(tài)甲苯與離子液體的接觸時間縮短，導致在相同時間內離子液體對氣態(tài)甲苯的脫除率和吸收量降低[67，87]。

4.2.4 吸收劑形態(tài)

吸收劑形態(tài)（如離子液體溶液、固載離子液體、薄層離子液體等）也會影響離子液體對氣態(tài)甲苯的吸收速率。Ramos等[73]研究了相同條件下體相離子液體與薄層離子液體的氣態(tài)甲苯吸收性能，結果表明，體相[C4mim][CH3COO]和薄層[C4mim][CH3COO]對氣態(tài)甲苯的飽和吸附量一致，但薄層離子液體的吸收速率比體相離子液體快了2～3個數(shù)量級。

課題在2015年5月初向重慶市×××區(qū)小學發(fā)放問卷、對教師學生進行訪談，主要調查教師 “數(shù)學基本活動經(jīng)驗”認識和落實的現(xiàn)狀，學生數(shù)學基本活動經(jīng)驗的積累情況。

5 結語

離子液體具有獨特的物理化學性質，包括良好的熱力學和化學穩(wěn)定性、對有機物或無機物的高溶解度、可忽略的蒸氣壓、不易燃性、優(yōu)良的結構可設計性等，在吸收分離芳香族VOCs中顯示出良好的應用前景。未來可從以下幾方面開展研究工作：1）由于離子液體數(shù)量多達1018種，根據(jù)離子液體與芳香族VOCs間的相互作用設計新型離子液體的結構至關重要。基于目前的研究成果，芳香族VOCs與離子液體間的相互作用主要為π···π相互作用、C-H···π相互作用和氫鍵。因此，選擇長烷基側鏈的陽離子和高度鹵化的陰離子是設計用于高效吸收芳香族VOCs離子液體的一般思路。2）由于離子液體的制備成本較高，開發(fā)新型的理論計算模型以準確預測所設計離子液體的吸收性能非常關鍵。目前用于研究VOCs與離子液體間的相互作用及預測溶解度的模型主要有COSMO-RS模型和COSMO-SAC模型，應進一步提高模型的準確性、通用性，以便更好地指導離子液體的設計。3）由于處理VOCs的工況一般為高溫度、低濃度、高濕度，因此根據(jù)實際工況設計有效吸收氣態(tài)VOCs的離子液體吸收劑是未來離子液體工業(yè)化的發(fā)展方向，這就要求所設計的離子液體具有能夠與VOCs產(chǎn)生更強相互作用的位點。

總之，開發(fā)新型離子液體吸收劑及高準確性預測模型，不僅能夠推動離子液體吸收氣態(tài)VOCs的研究，還能擴大離子液體在吸收分離領域的應用范圍，為離子液體工業(yè)應用提供重要依據(jù)和理論指導。