CN100381610C - 阴离子为[oh]-离子液体的电化学制备方法 - Google Patents
阴离子为[oh]-离子液体的电化学制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100381610C CN100381610C CNB2005100723247A CN200510072324A CN100381610C CN 100381610 C CN100381610 C CN 100381610C CN B2005100723247 A CNB2005100723247 A CN B2005100723247A CN 200510072324 A CN200510072324 A CN 200510072324A CN 100381610 C CN100381610 C CN 100381610C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion
- electrolysis
- anode
- ionic liquid
- ion liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims 9
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 title abstract description 23
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- -1 halogen anions Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 46
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 16
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- RVEJOWGVUQQIIZ-UHFFFAOYSA-N 1-hexyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCCCN1C=C[N+](C)=C1 RVEJOWGVUQQIIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1 NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020808 NaBF Inorganic materials 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Natural products P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229940006460 bromide ion Drugs 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明中的离子液体前驱体是一种以卤素类阴离子为阴离子的离子液体，该离子液体前驱体的阴离子(如溴离子)在阳极失去电子析出卤素单质(如溴)，同时在阴极析出氢气和生成氢氧根离子。由于采用了膜电解，即阴膜和阳膜，对应的离子只能选择性的穿过膜到达对应的电极室，因此生成的产物如溴和氢氧离子不会发生反应污染最终制备的阴离子为[OH]-的离子液体。该制备工艺中仅仅消耗了电能，成本低，对环境零污染排放，因此真正实现了离子液体的绿色制备。
Description
技术领域：
本发明涉及阴离子为[OH]-离子液体的电化学制备方法。
背景技术：
离子液体是一种新兴的溶剂和反应介质。由于其不挥发、结构可设计等独特的物理化学性质，离子液体在萃取分离、催化反应等领域的应用前景广阔，有望在21世纪取代易挥发对环境有害的传统有机溶剂。
离子液体的制备目前均是采用离子交换的制备方法，例如，[bmim][BF4]即是[bmim][Cl]与NaBF4在水溶液中先实现离子交换，再通过有机溶剂如二氯甲烷萃取的方法制备得到。这种方法制备得到的离子液体经常因为不能实现离子的完全交换，导致制备的离子液体含有杂质离子。这一点在最近报道的氨基酸离子液体制备中被着重提出，作为改进，该作者采取了将溴离子为阴离子的咪唑类离子液体通过阴离子交换柱把溴离子交换为氢氧根离子，然后与氨基酸通过中和反应制备得到纯净的氨基酸离子液体。
但是，离子交换树脂在离子交换操作时，要消耗大量的水、氢氧化钠、盐酸用于树脂的再生，得到的浓度很稀的产物溶液要蒸发除去水溶剂，这无疑增加了该制备工艺的成本，排放的废水对环境也会造成污染。
众所周知，氯碱工业采用了电化学制备工艺，将NaCl通过膜电解的方法制备得到了纯净的氢氧化钠、氢气和氯气。采用电化学方法来制备离子液体，才能从根本上降低工艺的成本，实现对环境的零污染排放。
发明内容
本发明采用电化学电解的方法，实现了阴离子为[OH]-离子液体的电化学制备。
本发明中的离子液体前驱体是一种以卤素类阴离子为阴离子的离子液体，该离子液体前驱体的阴离子(如溴离子)在阳极失去电子析出卤素单质(如溴)，同时在阴极析出氢气和生成氢氧根离子。由于采用了膜电解，即阴膜和阳膜，对应的离子只能选择性的穿过膜到达对应的电极室，因此生成的产物如溴和氢氧离子不会发生反应污染最终制备的阴离子为[OH]-的离子液体。
[OH]-离子为阴离子的离子液体的电化学制备方法，其特征是卤素离子为阴离子的离子液体通过电化学电解的方法，在阳极析出卤素单质，在阴极析出氢气并生成氢氧根离子，由于采用了膜电解，即阴膜和阳膜，对应的离子只能选择性的穿过膜到达对应的电极室，最终制备得到阴离子为[OH]-的离子液体。用于电解的离子液体的阴离子为Br-或Cl-或I-或F-，阳离子为膦类化合物、咪唑类化合物、胺类化合物。电解可以采用单电解池或多电解池并联或串连操作，电解的温度在253.15K-373.15K之间，电解所用的阴极和阳极包括钛电极或铂电极或镍电极或石墨电极或不锈钢电极，电解包括恒流电解和恒压电解两种方式。
由于该制备工艺中仅仅消耗了电能，成本低，对环境零污染排放，因此真正实现了离子液体的绿色制备。
具体实施方式：
本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
实施例1
将[P(C4H9)4][Br]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[P(C4H9)4]+通过阳膜进入阴极室，[Br]-通过阴膜进入阳极室，阳极上溴离子失去电子析出溴单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[P(C4H9)4][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例2
将[P(C4H9)4][Cl]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[P(C4H9)4]+通过阳膜进入阴极室，[Cl]-通过阴膜进入阳极室，阳极上氯离子失去电子析出氯单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[P(C4H9)4][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例3
将[EMIM][Br]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[EMIM]+通过阳膜进入阴极室，[Br]-通过阴膜进入阳极室，阳极上溴离子失去电子析出溴单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[EMIM][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例4
将[BMIM][Br]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[BMIM]+通过阳膜进入阴极室，[Br]-通过阴膜进入阳极室，阳极上溴离子失去电子析出溴单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[BMIM][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例5
将[HMIM][Br]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[HMIM]+通过阳膜进入阴极室，[Br]-通过阴膜进入阳极室，阳极上溴离子失去电子析出溴单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[HMIM][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例6
将[HMIM][Cl]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[HMIM]+通过阳膜进入阴极室，[Cl]-通过阴膜进入阳极室，阳极上氯离子失去电子析出氯单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[HMIM][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例7
将[N(C4H9)4][Cl]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[N(C4H9)4]+通过阳膜进入阴极室，[Cl]-通过阴膜进入阳极室，阳极上氯离子失去电子析出氯单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[N(C4H9)4][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例8
将[P(C15H31)4][Cl]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[P(C15H31)4]+通过阳膜进入阴极室，[Cl]-通过阴膜进入阳极室，阳极上氯离子失去电子析出氯单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[P(C15H31)4][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
实施例9
将[P(C12H25)1(C4H9)3][Cl]置入电解槽中阴膜和阳膜之间的原料室，阴极室和阳极室均添加去离子水，通直流电进行电解。[P(C12H25)1(C4H9)3]+通过阳膜进入阴极室，[Cl]-通过阴膜进入阳极室，阳极上氯离子失去电子析出氯单质，阴极上氢气析出，并生成氢氧根离子，从而得到[P(C12H25)1(C4H9)3][OH]。产率可达到100％，电流效率大于95％。
Claims (6)
1.[OH]-离子为阴离子的离子液体的电化学制备方法，其特征是卤素离子为阴离子的离子液体通过电化学电解的方法，在阳极析出卤素单质，在阴极析出氢气并生成氢氧根离子，由于采用了膜电解，即阴膜和阳膜，对应的离子只能选择性的穿过膜到达对应的电极室，最终制备得到阴离子为[OH]-的离子液体。
2.根据权利要求1所述的离子液体的电化学制备方法，其特征是用于电解的离子液体的阴离子为Br-或Cl-或I-或F-，阳离子为膦类化合物、咪唑类化合物、胺类化合物。
3.根据权利要求1所述的离子液体的电化学制备方法，其特征是电解可以采用单电解池或多电解池并联或串连操作。
4.根据权利要求1所述的离子液体的电化学制备方法，其特征是电解的温度在253.15K-373.15K之间。
5.根据权利要求1所述的离子液体的电化学制备方法，其特征是阴极和阳极包括钛电极或铂电极或镍电极或石墨电极或不锈钢电极。
6.根据权利要求1所述的离子液体的电化学制备方法，其特征是电解包括恒流电解和恒压电解两种方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100723247A CN100381610C (zh) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | 阴离子为[oh]-离子液体的电化学制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100723247A CN100381610C (zh) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | 阴离子为[oh]-离子液体的电化学制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1710148A CN1710148A (zh) | 2005-12-21 |
| CN100381610C true CN100381610C (zh) | 2008-04-16 |
Family
ID=35706438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005100723247A Expired - Fee Related CN100381610C (zh) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | 阴离子为[oh]-离子液体的电化学制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100381610C (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1181077C (zh) * | 2000-05-30 | 2004-12-22 | 默克专利股份有限公司 | 离子液体 |
| CN1569801A (zh) * | 2004-04-29 | 2005-01-26 | 华东师范大学 | 一种离子液体双乙酸铵及其催化合成方法 |
-
2005
- 2005-05-30 CN CNB2005100723247A patent/CN100381610C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1181077C (zh) * | 2000-05-30 | 2004-12-22 | 默克专利股份有限公司 | 离子液体 |
| CN1569801A (zh) * | 2004-04-29 | 2005-01-26 | 华东师范大学 | 一种离子液体双乙酸铵及其催化合成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1710148A (zh) | 2005-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102274666B1 (ko) | 중수의 전해농축 방법 | |
| JP6568325B2 (ja) | 水電解槽 | |
| CN1303253C (zh) | 电解池以及电解方法 | |
| CN105821436B (zh) | 一种基于三电极体系的双电解槽两步法氯碱电解方法及装置 | |
| CN105688676B (zh) | 一种双极膜电渗析法制备次磷酸的工艺 | |
| CN105112934A (zh) | 一种四烷基氢氧化铵的制备方法 | |
| CN107675199A (zh) | 一种电解法制备硫酸镍的工艺 | |
| JP5094122B2 (ja) | １種以上のガスを生成する方法および装置 | |
| CN102304723A (zh) | 一种基于阴阳离子交换膜与双极膜构成的三膜四室无氯产碱电解槽 | |
| WO2010099671A1 (zh) | 稳定强电场恒电流电解池及其电解装置 | |
| CN202297801U (zh) | 一种具有高离子传导性的三膜四室电解槽 | |
| CN105696017A (zh) | 一种铁还原硝基苯的新型技术方法 | |
| CN100381610C (zh) | 阴离子为[oh]-离子液体的电化学制备方法 | |
| CN117568822A (zh) | 一种电化学还原4-硝基甲苯-2-磺酸的方法 | |
| CN104862730A (zh) | 一种离子膜电解制备高锰酸钾的方法及应用于该方法的专用电解槽 | |
| TWI529998B (zh) | 膜復原之方法 | |
| CN108409577A (zh) | 一种由三乙胺盐酸盐回收三乙胺的双极膜电渗析方法 | |
| CN105862072A (zh) | 一种锌还原硝基苯的新型技术方法 | |
| WO2020104956A1 (en) | Electrochemical organic reaction setup and methods | |
| CN113666367A (zh) | 一种制备石墨插层物的电解槽和石墨插层物制备方法 | |
| CN112708901A (zh) | 一种高附加值综合利用盐湖卤水的方法 | |
| CN106191910B (zh) | 一种电解氟硅酸制备氟硅酸盐的方法 | |
| RU2505625C2 (ru) | Способ получения графитовых электродов с покрытием предпочтительно из благородных металлов для электролитических процессов, особенно для электролитов соляной кислоты | |
| CN105970245B (zh) | 一种制备三氟化硼气体的装置 | |
| JPS602393B2 (ja) | アミノ酸の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080416 Termination date: 20160530 |