氯化氢

    在化工、制药等行业的生产过程中，会不可避免的产生大量的副产物氯化氢气体。如果不采取适当的处理措施，而将氯化氢气体直接排入大气，不仅会造成氯化氢资源的浪费，同时会严重破坏环境，甚至危及人类的生命。 目前，工业中常用的方法是将氯化氢气体通入串联的多级吸收塔，用吸收剂水回收氯化氢气体，用于生产盐酸或高纯氯化氢气体。但是，生产盐酸的经济效益低，而盐酸解析生产高纯氯化氢气体时，不仅腐蚀性很强，而且需要消耗大量的能量，生产成本很高。为了得到高纯的氯化氢气体，并节约生产成本，本文采用离子液体作为吸收剂，研究了不同温度和压力下氯化氢气体在离子液体中的溶解性能。 本文根据构成离子液体的阴离子和阳离子的稳定性，选取了四种咪唑类离子液体（[mim]Cl、[Bmim]Cl、[Hmim]Cl、[Omim]Cl）和一种吡啶类离子液体（[OPy]Cl）用于研究离子液体对氯化氢气体的溶解度。采用一步合成法制备了上述五种离子液体，通过核磁共振氢谱确定了它们的结构和纯度（≥99.4%），可用于研究氯化氢气体的溶解度。 采用恒定容积法，分别测定了25℃、50℃、75℃、90℃温度下，氯化氢气体在[mim]Cl、[Bmim]Cl、[Hmim]Cl、[Omim]Cl和[OPy]Cl五种离子液体中的溶解度。结果表明，氯化氢气体在咪唑类离子液体和吡啶类离子液体中的溶解度都比水大，在室温和常压下，溶解度的摩尔分数在0.5以上。氯化氢气体在咪唑类离子液体中的溶解度随着阳离子取代基碳链长度的增加逐渐减小。 对于具有相同阳离子取代基的[Omim]Cl和[OPy]Cl离子液体，氯化氢在[OPy]Cl中的溶解度稍大于在[Omim]Cl中的溶解度，这表明吡啶类离子液体对氯化氢的溶解性能稍高于咪唑类离子液体。在相同温度和压力下，氯化氢气体在[OPy]Cl与[Bmim]Cl中的溶解度差异不大，考虑到离子液体的稳定性以及离子液体的制备成本，[Bmim]Cl更适合作为溶剂吸收氯化氢气体。 采用朗格缪尔-亨利模型关联了氯化氢气体在离子液体中的溶解度数据。结果表明，模型计算值与实验值符合良好，说明朗格缪尔-亨利模型适用于描述氯化氢气体在离子液体中的溶解度行为。

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