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关键词： 有机化学   专升本   统筹式教学   教学优化  

摘要： 有机化学是药学专业“专升本”阶段的一门重要公共基础课程，也是药物化学、药物分析、药物合成反应等课程和今后工作学习所必须掌握的基本知识。以苏州农业职业技术学院药品生产技术专业有机化学课程为例，结合当前高职院校药学专业有机化学课程的实施，针对课程内容设置、教学模式、教学方法进行初步的探索与实践，总结课程开展过程中的得失，以期实现高职学生“专升本”过程中有机化学课程的完美衔接。

关键词： 流道部件   复杂微细   选区激光熔化   内表面光整   电化学抛光   表面质量  

摘要： 流道作为一种典型的功能性轻量化结构,其主要功能是通过流体在流道中的流动实现质量与能量的传输。流道部件广泛应用于航空航天、电力电子、生物医疗、能源动力等领域。在日益增长的功能性需求驱动之下,流道结构正向着“复杂微细”的方向发展,增材制造技术的出现为流道部件的制造带来了革新,其中兼具高精度与高度结构可设计性的选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)成为复杂微细流道部件一体化制造的首选。 然而,在阶梯效应之外,制造过程中未完全熔化的粉末颗粒以各种形式粘附在SLM零件表面,这种表面缺陷问题在复杂微细流道的内表面上更加凸显。粗糙的表面往往成为裂纹扩展的源头,较差的疲劳性能往往使得表面材料过早失效,表面上粘附的颗粒粉末还有可能因为不牢靠的结合在服役过程中脱落并阻塞流道,影响流道部件的正常使用,甚至引发整体结构失效。因此,在投入使用之前,需要对SLM制备的流道部件内表面进行光整处理,而传统的光整手段如机械抛光、激光抛光、磨料流抛光等均面临着可达性不足或损伤表面的问题,电化学抛光是复杂微细流道部件内表面最具潜力的光整技术。 本研究对SLM制备的复杂微细流道的表面成形质量进行了表征与分析,总结了内径、建造角度等结构因素对复杂流道内部表面成形质量的影响,明确了初始表面特征对抛光效果的影响,对于初始粗糙度较高且在不同位置上具有强烈不均匀特点的复杂流道内部表面,传统电化学抛光由于欠缺选择性很难得到高效均匀的抛光效果。 针对传统电化学抛光(Electrochemical Polishing,ECP)存在的低选择性问题,本研究采用过电位电化学抛光(Over Potential Electrochemical Polishing,OECP)分别对2mm内径的直流道、半S型双折弯流道、复杂细长变径流道的内表面进行了高效电化学抛光,获得了良好且均匀的抛光效果,研究还表明OECP的高选择性对初始粗糙度不高于25μm的表面均适用。在此之前,对磷酸-硫酸体系下电解池内电势分布情况进行了数值模拟分析以指导抛光策略与阴极优化设计,并且通过试验了确定了最佳的电解液成分配比、添加剂添加量、抛光温度范围和过电位区间等。本研究中还结合OECP与常规ECP,以双电压组合的顺序策略,在损失更少材料的同时,实现相近的表面改善效果。 为防止OECP过程中表面材料的去除对流道部件的尺寸精度带来不利影响,本研究对电化学抛光前后流道部件不同位置上的内径变化进行了对比,原本存在严重挂渣现象的部位在OECP后内径尺寸偏差降低了50%,并根据流道不同位置上的内径变化,对流道部件SLM过程中的加工尺寸余量进行了分析及设计,以使抛光后的流道实际特征尺寸更接近设计值;OECP后,表面相组成无明显改变,但呈现出较强织构性,为枝晶在(220)方向的择优生长;Tafel极化及EIS分析结果表明,在OECP后流道内表面的抗腐蚀性得到了提升。

关键词： 有机化学   环境工程专业   教学改革   理实一体化  

摘要： 有机化学是化学及相关专业开设的一门重要基础课，其课程知识点复杂繁多，学习难度较大。本文以高校环境工程专业的有机化学教学方法改革为例，针对非化学专业有机化学课时较少、与学生自身专业结合程度较低的问题，探讨如何在有限的课时内使学生能够系统掌握有机化学基础知识，并运用这些知识解决相关专业问题。

关键词： 离子液体   碳酸二甲酯   萃取精馏   COSMO-RS   DFT   VLE  

摘要： 碳酸二甲酯（DMC）是一种无色、透明、易挥发的液体,具有优异的化学稳定性和生物降解性,并被广泛应用于溶剂、化工中间体、电解质等领域。随着全球经济的快速发展和人们环保意识的提高,DMC作为一种绿色环保的溶剂和化工中间体,其市场需求也在逐步上升,特别是在新能源领域的迅速发展下,DMC的需求量更是不断扩大。目前,主要的DMC工业化生产方法包括光气法、酯交换法和甲醇法。然而,由于需要大量使用甲醇,DMC与甲醇会形成难以分离的共沸物。对于共沸体系的分离,萃取精馏是一种有效的方法。本文提出了以咪唑类离子液体作为萃取剂分离碳酸二甲酯和甲醇的方法,通过理论和实验相结合的方法研究了四种咪唑类离子液体的分离效果,具体研究内容和结论如下:（1）利用COSMO-RS模型,预测和筛选离子液体用于分离甲醇-碳酸二甲酯共沸体系,从23种阳离子和23种阴离子组成的离子液体中,筛选出1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM][PF6]）、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[HMIM][PF6]）、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[BMIM][TF2N]）和1-已基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[HMIM][TF2N]）,然后对这四种离子液体进行了合成和表征。（2）甲醇-碳酸二甲酯-离子液体的汽液相平衡研究。在101.325 k Pa下对甲醇（1）+碳酸二甲酯（2）+ILs（3）三元体系在不同ILs摩尔浓度下的VLE数据（T,p,x,y）进行了测定和相关分析,并采用NRTL模型对实验数据进行拟合。结果表明,四种离子液体的加入均可以消除甲醇-碳酸二甲酯体系共沸点,并产生明显的交叉盐效应,并且随着离子液体浓度的增加,分离效果也逐渐提升。萃取效果优劣顺序如下:[HMIM][TF2N]>[BMIM][TF2N]>[HMIM][PF6]>[BMIM][PF6]。（3）采用Gaussian09包在B3LYP/6-311+G（d）理论水平下计算了[BMIM][PF6]、[HMIM][PF6]、[BMIM][TF2N]和[HMIM][TF2N]与碳酸二甲酯或甲醇的1:1络合物。并采用相互作用能和RDG分析研究了弱相互作用的大小与本质。研究表明,离子液体和甲醇、碳酸二甲酯之间的相互作用远大于甲醇和碳酸二甲酯之间的相互作用,在离子液体和甲醇、碳酸二甲酯之间的相互作用中,离子液体与甲醇的相互作用更强,且离子液体与碳酸二甲酯的相互作用较弱。对四种离子液体而言,[HMIM][TF2N]对甲醇-碳酸二甲酯分离效果最好,与实验结果一致。

关键词： 2-甲基呋喃   可视化   碳烟   化学反应机理   数值模拟  

摘要： 随着化石能源危机与环境污染等一系列问题日益严峻,世界各国均对燃油车制定了严格的排放法规。目前,新型的燃烧方式与清洁替代燃料的应用成为解决上述问题的有效手段。本文从仿真模拟与台架试验两方面探究2-甲基呋喃（2-Methylfuran,MF）/柴油双燃料低温预混燃烧模式下的火焰发展特征与排放特性。通过试验平台研究MF预混比例与柴油喷油策略对双燃料发动机燃烧过程和碳烟生成特性的影响;通过CONVERGE三维CFD仿真分析获得缸内当量比分布和NOX排放分布。本文主要内容及结论如下:（1）通过基于误差传播的直接关系图法、敏感性分析法、和产率速率分析等多种机理简化策略相结合的方法对详细MF机理进行简化;以正庚烷表征柴油,并将正庚烷骨架机理与小组分机理耦合得到柴油机理。随后耦合MF机理与柴油机理,调整构建MF/柴油简化双燃料化学反应机理。对构建的机理进行滞燃期、组分浓度及发动机验证。结果表明,该机理具有一定稳定性与准确性,可以适用于发动机相关工况下的数值模拟研究。（2）基于光学发动机试验平台,采用高速摄像技术与缸内燃烧分析技术,探究MF预混比例与柴油喷油策略对MF/柴油双燃料燃烧过程的影响。结果表明,随着预喷时刻的提前,滞燃期增长,缸压与放热率峰值延迟出现,燃烧室内KL因子>1.5的高碳烟区域减少,碳烟生成速率与产量明显降低;随着主喷时刻向上止点推迟,滞燃期与燃烧持续期缩短,燃烧相位推迟,燃烧前期低温放热增多,火焰发展速度变慢,后期碳烟生成增多;随着MF预混比增大,滞燃期减小,燃烧相位提前,燃烧持续期缩短,碳烟生成量降低。但高MF预混比例会造成发动机失火现象。（3）基于CONVERGE计算软件,补充试验无法测得的燃料当量比分布与NOX的排放。仿真结果表明:纯柴油燃烧模式下,燃料较为集中,当量比峰值较高。燃烧时火焰内部处于缺氧状态,抑制了NOX的生成。双燃料燃烧模式下,随着MF预混比的增大,缸内混合气分布得到改善,当量比峰值由大于1.5降低至1.1,燃料分布更均匀使燃烧更剧烈,因此NOX排放增多。但随着MF预混比例的继续增大,高活性柴油喷入量较少加上MF蒸发吸热使滞燃期增长,缸内混合气当量比降低,燃料更为均匀,但燃烧最高温度下降,因此NOX排放减少。MF预混比例不变的前提下,随着柴油预喷时刻的提前,滞燃期增长,混合气当量比大于1.5的区域明显减少,缸内富氧区域增多,NOX的排放增加。综上所述,预混MF的条件下,柴油着火与火焰发展均受到抑制,适当的MF会提高缸内燃料混合的均匀性,改善缸内燃烧状态,抑制碳烟的生成;两次喷射模式下,预喷时刻对燃料混合程度具有较大影响,而主喷时刻对燃烧相位具较强的调控作用。

关键词： 有机化学   过渡金属催化   不饱和键   不对称官能团化反应  

摘要： 近年来，随着人们物质生活需求的日益增长，合成具有特定官能团的材料和化合物成为一个重要的研究方向。不饱和化合物是有机化学领域当中基本和常见的一类化合物，由于不饱和键易于官能团化的独特性质，因而形成了广泛的应用。在不饱和键的官能团化反应过程中，利用过渡金属催化实现高效、高选择性不对称官能团化反应是有机合成化学中的重点研究领域。过渡金属催化不对称反应的核心内容是如何利用催化剂构建不对称中心，从而促使不饱和键的立体和化学选择性构建。探究不对称官能团化反应中催化剂对反应物的活化机制，理解立体选择性以及化学选择性的来源及控制策略可以对不对称官能团化反应的发展起到推进作用。借助理论计算化学手段，可以对反应过程的详细机理，立体选择性和区域选择性的成因进行探索分析，从而能够在分子层面上认识不对称催化反应。　　本论文是通过密度泛函理论（DFT）对铜镍协同催化氨基酸酯的不对称炔丙基化反应和铑催化的芳烃-烯烃脱氢偶联反应进行了研究。探究了金属催化不对称反应的机理以及立体、化学选择性的起因。本论文的第一章是绪论部分，简要介绍了计算化学的发展背景，与本论文研究内容相关的理论计算化学基础知识、计算程序和分析方法。本论文的第二章选用铜镍协同催化氨基酸酯的不对称炔丙基化反应作为模型反应，利用密度泛函理论方法对反应机制、双金属作用、立体选择性来源进行了探究。第三章选用三价铑催化芳烃-烯烃的脱氢偶联反应作为模型反应，利用密度泛函理论方法对反应机制以及环戊二烯类配体作用下的化学选择性进行了探究。接下来，将对第二章和第三章的内容进行简要概述:　　在本文第二章中，我们采用密度泛函理论对铜镍协同催化氨基酸酯的不对称炔丙基化反应进行了探究，分析了不对称炔丙基化反应的机理，以及立体选择性产生的原因。其中，该反应主要路径包含了五个步骤:（1）双齿膦配体配位的零价镍催化剂与炔丙基碳酸酯发生氧化加成反应，形成具有亲电性的烯丙基二价镍中间体;（2）同时，双苯基膦-二茂铁基噁唑啉双齿配体（Phosferrox型）配位的一价铜催化剂与（E）-2-（亚苄基氨基）丙酸苄酯（下文简称亚胺酯）发生配位;（3）铜催化剂配位的亚胺酯中间体被体系中的碳酸叔丁酯阴离子OBoc-夺取一个质子形成具有亲核性的亚胺酯配位的一价铜中间体;（4）具有亲核性的亚胺酯中间体与原位形成的具有亲电性的烯丙基镍中间体发生亲核取代反应，形成手性产物;（5）催化剂再生。之后，我们分析了反应立体选择性的起因。形变结合能分析表明反应形变能和结合能对反应立体选择性均起到了一定程度的影响，但形变能对反应立体选择性的影响更大。通过结合后续进一步的相似度分析，认为立体选择性产生的原因是由于噁唑烷配体与二苯基膦配体的空间位阻不同导致的。铜催化剂噁唑烷配体的苯基与烯丙基镍中间体的苯基之间的空间排斥作用，使得Re面的进攻受到了不利的影响。Si面上双膦配体的苯环可会提供较大的π界面，分散相互作用，有利于Si面进攻，生成S型产物。最后，通过2D投影图进一步验证了立体选择性的成因。这些结果为人们今后利用铜镍双金属催化不对称炔丙基化反应提供了有价值的思路和参考。　　在本论文的第三章中，通过密度泛函理论计算探究了三价铑催化芳烃-烯烃脱氢偶联反应的详细机制以及环戊二烯类配体作用下化学选择性成因。本次工作主要分为两个部分。第一部分是本工作中关键六元环铑中间体的生成过程。第二部分是不同配体作用下的催化转化路径。其中，我们对第二部分进行了重点探究。从六元环铑中间体出发，该反应主要涉及两条路径:第一条路径是六元环铑中间体在醋酸铵作用下，引入醋酸根离子配位。之后发生β-H消除过程，形成苯乙烯乙酸酯产物和三价铑氢中间体。紧接着，三价铑氢中间体与烯烃重新配位，发生反向β-H插入的和β-O消除过程，形成苯乙烯衍生物。第二条路径与第一条路径共享了三价铑氢中间体的生成过程。随后是两个三价铑氢中间体醋酸根发生桥联，形成三价双铑中间体，之后释放出H2,形成二聚的二价双铑产物。通过对不同配体作用下反应的计算，发现在位阻小的环戊二烯Cp配体作用下的反应，倾向于发生二聚，释放氢气，发生脱氢偶联，形成苯乙烯乙酸酯产物。而在位阻大的五甲基取代的环戊二烯Cp*配体作用下的反应，由于五甲基取代的环戊二烯位阻较大，不利于双核铑氢中间体的生成，因此倾向于发生烯烃重新配位过程，生成苯乙烯产物这些结果为人们今后利用三价铑催化芳烃-烯烃脱氢偶联反应以及利用配体调控反应的化学选择性提供了有价值的思路。　　第四章是对以上全部的理论研究工作进行总结并对未来科研工作进行的展望。

关键词： 教科书研究   有机化学   性构相依  

摘要： “结构决定性质、性质反映结构”为化学学科核心观念、跨学科概念。有机化学作为化学学科的重要分支,其独特的研究对象赋予“性构相依”独特的内涵。科学教科书作为师生开展教学活动的重要资源,其学科观念的建构方式具备研究价值。现有的有机化学教科书研究多关注内容组织、栏目设计等一般性要素,以化学核心观念、学科能力结构为主题的研究较少。本研究以教科书中的“性构相依”内容为切入点,选取苏教版选择性必修三模块《有机化学基础》教科书作为研究对象。围绕“教科书性构相依内容体现了怎样的性、构认识角度及思路”以及“核心活动与问题的类型、数量及能力结构如何”两大研究问题,结合有机化学认识模型的相关研究,本文从内容属性、教学特性两大分析层面建构研究框架。在明确分析、评价及编码标准的基础上,依据分析框架对教科书进行编码统计及案例分析,以定性、定量相结合的方法描述教科书“性构相依”内容的特性。基于研究结论及讨论,本文最终得出在教科书编写及教师教学两方面的研究启示。本研究的结论要点如下:(1)从结构视角来看,教科书关注建立、发展学生基于官能团之转化、化学键之断键成键方式的有机物结构认识角度;(2)从性质视角来看,教科书多以实验现象、反应类型作为有机反应的认识载体,同时关注学科域与自然域、社会域的融合;(3)从性构关联取向来看,基于结构说明、解释性质为教科书呈现的主要关联取向,而基于用途设计结构的关联取向有所弱化;(4)从内容布局来看,学科视域下,教科书能依据有机物类别特点、学生认知特点合理安排性构视角;功能视域下,教科书不同栏目各显其能;(5)从视觉表征来看,符号表征为主要视觉表征类型,微观表征存在一定局限性,关于实验现象、功能用途的宏观视觉表征类型比例偏低;(6)从能力结构来看,教科书整体能力结构合理,关注通过活动型栏目及章节习题发展微观解析、结构推理两大能力要素,体现有机合成能力的内容分散分布,数量相对较少。

关键词： 环己烷   乙醇   离子液体   液-液萃取   相互作用机理   流程模拟  

摘要： 乙醇和环己烷在工业生产琥珀酸单乙酯酰氯这一重要的医药中间体过程中,因不可避免同时使用而混溶,形成常见的共沸体系,直接将反应过剩的该二组分混合液排放,不但污染环境而且也会造成原材料的浪费,因此从环保和经济的角度出发,有必要对二者进行分离来促进原料的回收利用,液-液萃取具有装置简单,可立足于现有的装置进行改造,能耗低和低碳排放等优点,是共沸物系分离比较常见的方法,萃取剂的选择是实现高效萃取分离的关键,传统有机溶剂因其对环境污染大,能耗高等缺点正逐渐被各种绿色溶剂取代。近年来,离子液体因其蒸汽压极低、不易挥发、低毒污染性小、良好的热稳定性和化学稳定性、结构可设计性以及易于回收利用等优点而逐渐成为替代传统有机溶剂的绿色溶剂。因此以离子液体作为萃取剂对共沸混合物进行分离具有比较广阔的研究空间。本文从筛选离子液体出发,筛选出合适的三种离子液体,由此展开离子液体对于环己烷-乙醇的液液萃取研究,具体研究内容如下: (1)使用COSMO-RS模型对22种阴离子,21种阳离子组成的462种离子液体进行筛选,以高选择性和高溶解度为筛选指标,再综合考量离子液体的物理化学性质,如低粘度,良好的热稳定性及化学稳定性,最终选取1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐([EMIM][DCA])、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([EMIM][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([EMIM][OTF])三种离子液体作为萃取溶剂。 (2)在303.15K,常压条件下分别测定了环己烷-乙醇与筛选的三种离子液体之间的液-液相平衡实验数据,通过Othmer-Tobias和Hand两个校验方程对实验数据进行可靠性校验发现两个方程的相关系数均在0.94以上,说明实验数据准确性较高。采用NRTL活度系数模型对三种离子液体的实验数据进行拟合,均方根误差均小于0.02,表明实验数据与拟合数据吻合性较好,根据液-液相平衡实验数据计算三种离子液体分离环己烷-乙醇的分配系数和选择性,[EMIM][DCA]、[EMIM][SCN]、[EMIM][OTF]分离环己烷-乙醇的分配系数分别为47.02,24.46,40.69,选择性系数分别为2138.61,1872.69,1489.86。 (3)基于密度泛函理论(DFT)并结合B3LYP方法和6-31G+(d,p)基组,运用量子化学计算探究了共沸物与离子液体之间的相互作用机理。分别对ILs-环己烷和ILs-乙醇复合结构进行几何优化,计算出它们之间的的相互作用能,再运用VMD和Multiwfn软件确定了ILs与乙醇之间的弱相互作用分别为氢键和范德华作用,强度大小通过QTAIM理论进行确定,通过计算结果得知[EMIM][DCA]和[EMIM][SCN]与乙醇的弱相互作用为强氢键,并且前者的氢键强度更大,而[EMIM][OTF]与乙醇的相互作用为弱氢键。 (4)用Aspen软件对以[EMIM][DCA]为萃取剂分离环己烷-乙醇进行全流程模拟,以乙醇质量回收率达到99.6%和环己烷产品质量纯度达到99.8%为分离目标,探究了8～12块塔板时,乙醇回收率和产品环己烷的纯度随溶剂比(S/F)的变化规律。探究结果如下:当萃取塔理论板数为8,9,10,11,12时,达到分离目标的最小溶剂比分别为0.108,0.088,0.08,0.076,0.068。

关键词： 二甲醚   湍流燃烧   直接数值模拟   化学反应机理   化学爆炸模式  

摘要： 燃烧是人类获取能量的主要途径,但同时也带来了环境污染。为了提高发动机的燃烧效率,需要深入了解燃料在湍流燃烧场中复杂的物理化学过程。本文采用直接数值模拟（direct numerical simulation,DNS）方法,研究了二甲醚（dimethyl ether,DME）在湍流场中的燃烧过程,包括预混和扩散燃烧。化学爆炸模式分析（chemical explosive mode analysis,CEMA）是一种数值诊断方法,通过特征分析燃烧控制方程中化学源项的雅可比矩阵,能够揭示出控制着火、熄火和火焰面传播等现象的反应动力学因素,具有系统、稳健、高效的优点。本文采用CEMA方法揭示了DME湍流燃烧场中着火特性、燃烧机理以及湍流/燃烧耦合作用机理。研究结果对于合理组织发动机燃烧过程,以及设计高效率和良好稳定性的新型发动机具有重要的意义。本文的研究内容及结论如下:（1）对均质压燃式发动机条件下DME/空气湍流分层预混气的燃烧过程进行了二维DNS模拟,探究了初始温度、浓度分层、温度分层和速度脉动对DME着火过程的影响。研究结果表明,在均质压燃式发动机中采用分层策略能够明显延缓燃烧过程。不同浓度分层对着火过程的影响可忽略,但第二阶段着火过程中最易着火混合物分数为0.087。随着温度脉动增加,燃烧场内出现了丰富的爆燃火焰锋面,使得着火过程更加平稳。随着速度脉动增加,标量耗散率逐渐增大,导致整体燃烧过程加快。在低温着火阶段,CH2O和CH3OCH2O2自由基对化学爆炸模式（chemical explosive mode,CEM）起主导作用,低温链分支反应CH3OCH2O2=CH2OCH2O2H（R156）对CEM模式的贡献最大。在高温着火阶段,温度对CEM模式起主导作用,反应CO+OH=CO2+H（R25）对CEM模式起关键作用。（2）基于DME湍流射流推举燃烧过程的DNS数据,分析了推举火焰结构、燃烧模式和推举稳定机理。结果表明:DME湍流射流推举火焰为部分预混燃烧,在射流核心区,存在一条低温放热分支和紧随其后的中温着火分支。DME湍流射流推举火焰有四种燃烧模式。在冷焰反应区与中温反应区,湍流混合占主导,并且会抑制低温放热;而在富燃高温区与贫燃高温区,化学反应占主导,但是湍流会增强混合物分数小于0.1的超贫燃区的高温释热率。富燃高温区和贫燃高温区的产热对总释热率起主要贡献,分别占37.3%和60.67%;而冷焰反应区和中温反应区对总体产热的贡献微乎其微,但是中低温组分加快了高温着火过程。DME湍流射流推举稳定性由贫燃侧的高温自着火反应机制所控制。

关键词： 甲醇   乙腈   离子液体   萃取精馏   COSMO-RS   Aspen Plus  

摘要： 乙腈和甲醇都是重要的溶剂,广泛用于化学和制药过程。例如,它们用于反相高效液相色谱,也可以被用作合成原料来生产盐酸乙脒,此外,也会应用在质谱和色谱上。这些过程不可避免地产生大量甲醇和乙腈的混合物。不幸的是,甲醇-乙腈的共沸物可在常压下形成且难分离。 近几年,萃取精馏引发了研究学者和化工企业家的高度重视,主要是萃取精馏的工艺过程操作简单,因此,萃取精馏成为共沸物系分离的一种重要的分离手段。离子液体作为萃取剂在现如今的分离领域中已经成为了热门,主要是由于离子液体的理化性质较其他的有机溶剂更受研究者欢迎,且离子液体可以回收循环利用以减少工艺成本,除此之外,离子液体还可以通过选择不同结构的阴阳离子的不同组合以是其化学性质满足工艺要求。因此,本文选择的萃取剂是目前大热的新型溶剂-离子液体,以离子液体作为分离甲醇-乙腈共沸体系的萃取剂,主要研究内容如下: （1）使用COSMOtherm X软件在数据库中筛选出合适的离子液体,自建的数据库里总共包含437种的离子液体,是由常见的23种阳离子和19种阴离子自由组合而成的,根据软件给出的溶解度,选择性的计算结果再综合考虑离子液体的结构是否稳定,是否可以购买,价格等因素,最终选出三种离子液体,分别为1-己基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐（[HMIM][PF6]）、1-己基3-甲基-咪唑双[（三氟甲基）磺酰基]亚胺盐（[HMIM][NTF2]）和四甲基铵双[（三氟甲基）磺酰基]亚胺盐([N1,1,1,1][NTF2])。 （2）测量了在101.3KPa的等压下条件下的甲醇+乙腈二元体系和甲醇+乙腈+离子液体([HMIM][PF6]、[HMIM][NTF2]、[N1,1,1,1][NTF2])三元体系的相平衡数据。通过对试验结束后的实验数据进行整理研究,可以得出三种离子液体都可以破坏甲醇-乙腈的共沸现象,将离子液体加入到混合物中可以导致甲醇发生“盐析”现象,这种现象会随离子液体所占的摩尔比的增大而越加明显,直到甲醇-乙腈共沸体系被完全破坏从而达到分离的目的。选用NRTL模型与实验数据相关联,结果表明NRTL模型方程适用于该体系。并通过NRTL模型的计算得出结论,三种离子液体[HMIM][PF6]、[HMIM][NTF2]、[N1,1,1,1][NTF2]打破共沸最小摩尔分数分别为0.0367、0.0395、0.05,此外可以通过在打破共沸后离子液体的摩尔分数为0.05处的平均相对挥发度得出,对于甲醇-乙腈共沸物的分离工艺,[HMIM][PF6]在三种离子液体中拥有最强的分离能力。 （3）通过使用Aspen Plus软件模拟[HMIM][PF6]萃取精馏分离甲醇-乙腈共沸体系的工艺流程。利用改变原料和萃取剂的进料位置、全塔理论板数、回流比等参数优化萃取精馏工艺,获得[HMIM][PF6]萃取精馏分离甲醇-乙腈共沸体系的最优操作条件。