离子液体吸收废印刷线路板热拆解过程中挥发性有机物——基于COSMO-RS模型

模拟废印刷线路板(WPCB)的热拆解过程,分析热拆解过程中的挥发性有机物(VOCs)组分;利用真实溶剂似导体屏蔽(COSMO-RS)模型对浓度较高的污染物进行量子力学模拟,研究离子液体(ILs)组成单元对目标污染物溶解度的影响差异,分析溶解过程中主导分子间作用力类型,确定优选吸收剂;测定不同溶剂进行溶解性,验证模型适用性.结果表明:①乙酸乙酯和环戊酮是浓度较高的VOCs组分,在240和250℃时浓度分别为43.1,153mg/m^3和105,252mg/m^3,质量百分比总和分别为76.3%和67.3%.②高表面屏蔽电荷密度分布峰、长烷基链阴阳离子和亲电基团的存在可提高乙酸乙酯和环戊酮在ILs中的溶解度.双三氟甲磺酰基亚胺盐(NTf2-)类ILs是一类优良吸收剂.静电力和范德华力对溶解过程起主导作用.③COSMO-RS模型可定性和半定量用于预测乙酸乙酯和环戊酮的溶解度.

烃-水体系互溶度预测模型的研究进展

在化工、能源、环境、食品和药物等工业设计过程中,真实混合物的可靠溶解度数据非常重要,不仅能丰富相平衡数据库,还能指导工艺设备设计和产品质量控制。本文介绍了烃-水体系相互溶解度的模型化研究,包括状态方程法、活度系数法和经验关联式,以及近年来发展起来的真实溶剂似导体屏蔽模型法(conductor-like screening model for real solvents,COSMO-RS)。状态方程法和活度系数法主要是通过选择非对称的混合规则以及引进描述水分子极性作用的参数,来改善对烃-水体系相互溶解度的计算精度。经验关联式主要是对实验数据的拟合,每种烃的参数不同。COSMO-RS模型根据密度泛函理论(即建立极化电荷密度的简单经验式)计算单个分子嵌入虚拟导体产生的作用,通过准确描述界面统计相互作用获得体系的热力学性质。因此,该方法对各种体系具有普适性。分析表明,COSMO-RS模型对烃-水体系相互溶解度的预测值与实验值吻合良好,可以补充某些难以通过实验获得的烃-水体系互溶度数据。最后总结和展望了烃-水体系相互溶解度模型化的未来发展方向。