[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系液液相平衡數據的測定

王 劍，徐仁杰，趙紅坤

（揚州大學化學化工學院，江蘇揚州 225002）

[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系液液相平衡數據的測定

王 劍，徐仁杰，趙紅坤

（揚州大學化學化工學院，江蘇揚州 225002）

CO2誘導的開關型溶劑是指在通入和排出CO2后，其溶液性質能發生可逆變化的新型溶劑，是典型的環境刺激響應型智能化合物。本實驗測定了20℃ 常壓下[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系液液相平衡數據，為開關型溶劑體系在化工分離過程中的應用提供基礎數據。

液液相平衡；開關型溶劑；甲苯

在傳統的萃取分離過程中通常用蒸餾的方法除去產物中的溶劑，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性有機物。近年來，人們發現了CO2誘導的可開關溶劑，這類溶劑通入CO2使體系的物化性質或相數發生變化；通入N2使體系恢復到原來的狀態[1]。因此，作為可替代環境友好化學反應介質的補充，這類溶劑在分離、萃取和反應等過程中展現了廣闊的應用前景[2]。然而，目前關于分離過程中開關型溶劑在兩相中濃度分布規律的系統研究尚未見諸報道，本文分別選用N，N-二甲基芐胺（BDMA）、甲苯作為典型的開關型溶劑添加劑和有機產物，通過實驗測定了常壓下20℃時[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系的液液相平衡數據，為開關型溶劑體系在化工分離過程中應用提供基礎數據。

1 實驗過程與方法

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，質量純度 ≥ 98.0％，甲苯，質量純度 ≥ 99.5％，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 實驗過程

實驗在帶恒溫夾套的平衡釜中進行，恒溫夾套與恒溫水槽相連。實驗時，按不同質量比用電子分析天平準確稱取上述3種組分加入平衡釜中。CO2鼓泡進入配制好的溶液中，通氣時間為8h。同時在氣體排空位置安置冷凝導管，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行組分分析。

2 實驗結果

在20℃、101.33kPa下，實驗測定的[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元體系的相平衡數據見表1和圖1。由實驗數據可知：有機相中主要含甲苯，液相中主要含水和叔胺鹽，沒有出現鹽結晶的現象。甲苯在有機相中的含量最高可達98.22％，這意味著利用開關型溶劑可將甲苯萃取分離出來。

3 結論

常壓下實驗測定了20℃時[BDMAH][HCO3]-甲苯-水三元物系的液液相平衡數據。由實驗數據可知，甲苯和BDMA在任何組成下都共混；在三元相平衡體系中，沒有出現叔胺鹽結晶的現象，有機產物的純度可通過有機相的組成來確定。測定的液液相平衡數據和測定方法可為開關型溶劑在化工分離工程應用提供依據。

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

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

國家自然科學基金（21406192）、江蘇省高校自然科學研究項目（14KJD530002）。

王劍（1983—），男，江蘇泰州人，講師，主要研究方向為化工熱力學。