基于COSMO-RS方法篩選離子液體用于焦油脫除

隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，能源消耗日益增多。同時(shí)，人們也意識(shí)到能源危機(jī)與嚴(yán)峻的環(huán)境污染等問題，尋求與開發(fā)利用綠色可再生能源已迫在眉睫。生物質(zhì)能是綠色可持續(xù)資源的理想選擇，氣化是充分利用生物質(zhì)能的途徑之一。然而，生物質(zhì)氣化的主要問題是焦油的產(chǎn)生[1]。焦油易與水、灰和炭顆粒等雜質(zhì)結(jié)合，堵塞輸氣管和閥門，嚴(yán)重影響了生物質(zhì)可燃?xì)夂罄m(xù)利用，成為阻礙生物質(zhì)氣化工業(yè)化應(yīng)用的主要影響因素之一[2-4]。吳娟等[2]將焦油分為輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)焦油，本文選取具有代表性的輕質(zhì)焦油苯、甲苯和中質(zhì)焦油苯酚、萘作為焦油模擬物展開研究。焦油脫除是學(xué)界和工業(yè)界亟待解決的難題，根源是背后多組分焦油脫除過程競爭和遷移規(guī)律不明確以及焦油和水共生機(jī)制及抑制措施等科學(xué)問題。國內(nèi)外通過催化裂解、水洗等對焦油脫除方法開展了廣泛探索[5-7]，但焦油問題尚沒有完全解決。離子液體作為新型“綠色溶劑”，是由有機(jī)陽離子和無機(jī)(或有機(jī))陰離子組成的低溫熔融鹽(小于100℃)，具有酸堿極性可調(diào)、正負(fù)離子協(xié)同、氫鍵-靜電-離子簇耦合以及結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)[8-9]，在反應(yīng)、分離及電化學(xué)等領(lǐng)域前景廣闊。特別是其極低的揮發(fā)性和可設(shè)計(jì)性的特點(diǎn)，眾多學(xué)者在離子液體脫除揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)方面進(jìn)行了廣泛探索[10-14]。

Bedia等[15]采用COSMO-RS方法分析篩選了272種離子液體，以亨利常數(shù)為指標(biāo)選擇了具有良好甲苯吸收性能的離子液體[C x MIM][NTf2]，實(shí)驗(yàn)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)結(jié)果與理論預(yù)測一致。李長浩等[16]在溫度為303.3~333.2 K之間測量了低壓苯蒸氣在5種離子液體中的溶解性能。結(jié)果表明，離子液體吸收苯蒸氣由體系的熵控制，苯的溶解度隨著熵的增大而增大。陰離子[NTf2]-可以提高低壓苯蒸氣在離子液體中的溶解度，建議與長鏈咪唑陽離子搭配。Wang等[17]開發(fā)了一種以離子液體[BMIM][NTf2]為吸收劑脫除VOCs的新方法。以甲苯為污染物模型，研究了濃度、溫度和流速對[BMIM][NTf2]吸收VOCs能力的影響。甲苯在[BMIM][NTf2]中最高吸收率達(dá)到98.3%，且離子液體吸收劑至少可回收利用5次，極大地降低了VOCs脫除過程中的成本。

本文以改進(jìn)的COSMO-RS方法為基礎(chǔ)，借助COSMOtherm軟件推算離子液體對苯、甲苯、苯酚和萘等焦油模擬物的無限稀釋活度系數(shù)，對其進(jìn)行篩選；進(jìn)一步通過偏摩爾過量焓探究咪唑類陽離子和強(qiáng)電負(fù)性陰離子結(jié)構(gòu)對吸收性能的影響。本文提供了一種脫除焦油吸收劑的初步篩選方法，對后續(xù)研究具有指導(dǎo)意義。

1 篩選方法與驗(yàn)證

離子液體-焦油模擬物體系的無限稀釋活度系數(shù)由COSMOtherm軟件計(jì)算預(yù)測。苯、甲苯、苯酚、萘和所有待選的咪唑類離子液體數(shù)據(jù)均由軟件的數(shù)據(jù)庫提供。COSMOtherm是Klamt等[18] 研究發(fā)明的一種基于量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)方法軟件，可以預(yù)測流體和液體混合物熱力學(xué)平衡關(guān)系。COSMO-RS方法對氣體溶解度的計(jì)算不依賴于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下對氣體在溶劑中的溶解度進(jìn)行定性預(yù)測，適合大量離子液體的篩選。

在篩選適用于本體系的離子液體時(shí)，首先應(yīng)該確定評價(jià)離子液體的性能指標(biāo)。γ∞是離子液體吸收焦油模擬物的熱力學(xué)參數(shù)之一，表示焦油模擬物內(nèi)部相互作用力與焦油模擬物-離子液體間作用力的比較，以焦油模擬物內(nèi)部相互作用力作為參照標(biāo)準(zhǔn)，若γ∞值越小，則證明焦油模擬物-離子液體間相互作用力越大；反之，焦油模擬物-離子液體間相互作用力越小。

如圖1所示，篩選步驟主要分為兩部分：首先通過QM-COSMO計(jì)算得到分子表面屏蔽電荷密度，也就是σ-profile文件，它蘊(yùn)含了豐富的分子表面電勢等相關(guān)信息，是分子特性和影響吸收性能的基礎(chǔ)，可以用于進(jìn)一步判斷溶液中溶劑和溶質(zhì)間相互作用的關(guān)系[19]。其次通過分子間相互作用的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)處理，對化合物的化學(xué)勢進(jìn)行量化分析并計(jì)算γ∞值。σ-profile文件可以定量分為三個(gè)區(qū)域，分別是氫鍵供給區(qū)(≤-0.008 e/?2,1?=0.1 nm)、氫鍵接受區(qū)(≥0.008 e/?2)和非極性區(qū)(-0.008~0.008 e/?2)。苯、甲苯和萘均處于非極性區(qū)，而苯酚由于存在羥基，在氫鍵供給區(qū)(給質(zhì)子)、氫鍵接受區(qū)(接收質(zhì)子)均有分布。

圖1

圖1   COSMO-RS篩選步驟

Fig.1   Screening procedure by COSMO-RS

使用以上的篩選方法，鑒于報(bào)道的文獻(xiàn)大多針對的是離子液體-苯體系，所以驗(yàn)證只針對離子液體-苯體系。選取李長浩等[16]、Krummen等[20]、Heintz等[21]、Kato等[22]、Foco等[23]和Letcher等[24]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與COSMOtherm軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)測得的無限稀釋活度系數(shù)與軟件計(jì)算結(jié)果基本一致，最大誤差不超過3.5%，證明了COSMOtherm軟件計(jì)算離子液體-焦油體系的準(zhǔn)確性。

圖2

圖2   軟件可靠性驗(yàn)證(直線為本文篩選結(jié)果，散點(diǎn)為文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值)

Fig.2   Validation of software reliability

2 結(jié)果和討論

本次篩選過程吸收溫度設(shè)定為40℃，以苯、甲苯、苯酚和萘為焦油模擬物[19]，對數(shù)據(jù)庫中35890種離子液體展開篩選。為了減少溶劑由于揮發(fā)造成的損失，規(guī)定離子液體吸收劑沸點(diǎn)溫度大于250℃；為了保證吸收過程是氣液兩相，規(guī)定離子液體熔點(diǎn)低于80℃；由于高黏度會(huì)極大削弱離子液體吸收焦油過程，增加化工過程能耗，所以本篩選將黏度的上限設(shè)定為300 mPa·s。

2.1 初選離子液體的陽離子和陰離子

在離子液體這一復(fù)雜的體系中，離子間相互作用不是單一的，而是靜電力、氫鍵作用和范德華力等相互作用共存，且陰陽離子液體中的N、S、F等元素容易和陰離子形成特殊的氫鍵及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此離子液體中氫鍵被認(rèn)為是除靜電力之外最重要的作用力，決定了離子液體的特殊功能[25]。總體篩選結(jié)果如圖3所示。

圖3

圖3   總體篩選結(jié)果

Fig.3   Overall screening results

從圖3中可以看出，離子液體-焦油體系大部分無限稀釋活度系數(shù)均在0.01~20之間，其中對四種焦油模擬物的無限稀釋活度系數(shù)均小于1的有5000余種，咪唑類離子液體占35.46%，且整體吸收性能要優(yōu)于其他種類的離子液體。苯、甲苯和萘的無限稀釋活度系數(shù)最為接近，苯酚散落在整個(gè)坐標(biāo)系中。對篩選結(jié)果進(jìn)行初步整理，其中咪唑類13095種，吡啶類6208種，季銨類4753種，季類2716種，還包括吡咯類、胍鹽類等共計(jì)9118種。不同的陰陽離子可以隨機(jī)組合形成很多離子液體，在選擇適合焦油體系的離子液體過程中，通過分析離子液體-焦油作用下的無限稀釋活度系數(shù)，初選合適的離子液體種類，縮小篩選范圍。

針對離子液體吸收焦油體系，以咪唑類離子液體的研究居多[26-29]，這主要是因?yàn)檫溥蝾愱栯x子中含N元素，具有很強(qiáng)的極性，另外咪唑類離子液體具有更寬的液態(tài)溫度范圍和更強(qiáng)的溶解性和穩(wěn)定性。故本文針對咪唑類離子液體展開研究。優(yōu)選出近3000種咪唑類離子液體，以無限稀釋活度系數(shù)為主要性能指標(biāo)，黏度和熔點(diǎn)作為次指標(biāo)進(jìn)一步整理發(fā)現(xiàn)：含雙三氟甲磺酰亞胺根[NTf2] -、六氟磷酸根[PF6]-和四氟硼酸根[BF4]-的咪唑類離子液體吸收苯、甲苯、苯酚和萘?xí)r的γ∞值較低，且黏度和熔點(diǎn)適中，這主要是因?yàn)閇NTf2] -、[PF6] -和 [BF4] -三種陰離子中均含有極強(qiáng)電負(fù)性元素N和F；含兩取代基咪唑陽離子的離子液體表現(xiàn)出了最佳的吸收性能，且黏度在可接受范圍內(nèi)，這是因?yàn)殛栯x子的對稱性增加等都將導(dǎo)致離子液體黏度的增加。

咪唑類陽離子結(jié)構(gòu)式如圖4所示，主體部分為咪唑環(huán)，每一個(gè)點(diǎn)位都可以由一個(gè)取代基取代，最多可以共同存在五個(gè)取代基。本文取代基位置序號(hào)按照圖中R1~R5命名，優(yōu)選R3位置上為甲基，R1位置上為不同取代基的咪唑陽離子，簡寫成[C x MIM]+ (x=1,…,8)。因只改變R1位置的取代基，故下文所述側(cè)鏈均為R1位置側(cè)鏈烷基。

圖4

圖4   咪唑類陽離子結(jié)構(gòu)式

Fig.4   Imidazole cation structure

為了提高準(zhǔn)確性，在篩選工作開始之前已經(jīng)進(jìn)行了軟件可靠性驗(yàn)證，通過無限稀釋活度系數(shù)和離子液體的熔點(diǎn)、黏度等條件的約束，針對離子液體吸收焦油體系，最終選取兩取代基咪唑陽離子與具有強(qiáng)電負(fù)性的陰離子搭配形成的離子液體展開研究，不同的研究者通過實(shí)驗(yàn)或篩選也得出兩取代基咪唑陽離子搭配強(qiáng)電負(fù)性陰離子對焦油吸收效果最佳[30-32]。

2.2 陰離子的影響

2.2.1 陰離子對吸收性能的影響

對咪唑類離子液體的研究[33-36]，選取的陰離子都是具有強(qiáng)電負(fù)性的陰離子[NTf2]-、[PF6]-和[BF4]-，因?yàn)镹、O、F三元素具有強(qiáng)電負(fù)性，分別為3.04、3.44和3.98，位居所有元素前三，所以具有較好的吸收性能。本節(jié)針對離子液體-焦油體系研究這三種陰離子對吸收性能的影響。

針對離子液體-苯和離子液體-萘體系，如圖5(a)、(d)所示，當(dāng)側(cè)鏈烷基含碳數(shù)小于3時(shí)，吸收性能主要由陰離子決定，且按如下順序遞減：[NTf2]->[BF4]->[PF6] -，含[NTf2] -陰離子的離子液體吸收苯和萘的γ∞均最小，為2.831和5.484；當(dāng)側(cè)鏈烷基含碳數(shù)大于等于3時(shí)，陰離子吸收性能強(qiáng)弱關(guān)系為：[NTf2] ->[PF6] ->[BF4] -。當(dāng)陽離子側(cè)鏈為辛基時(shí)，含[NTf2] -陰離子的離子液體吸收苯的γ∞值為0.955，吸收萘的γ∞值為1.359，此時(shí)γ∞為最低值。而當(dāng)吸收甲苯時(shí)，如圖5(b)所示，當(dāng)側(cè)鏈烷基含碳數(shù)為5時(shí)，吸收性能主要由陰離子決定：[NTf2]->[PF6]->[BF4]-。隨著側(cè)鏈烷基含碳數(shù)增加，含[PF6] -的離子液體吸收性能越來越好，證明了[PF6] -是最具有潛力的陰離子。離子液體-苯酚體系的吸收性能強(qiáng)弱關(guān)系從圖5(c)中可以很明顯看出：[BF4]->[NTf2]->[PF6]-。從甲基側(cè)鏈到戊基側(cè)鏈，γ∞從1.905下降到0.354。離子液體-苯酚體系γ∞總體變化規(guī)律與離子液體吸收苯、甲苯和萘?xí)r不同，這主要是因?yàn)楸椒咏Y(jié)構(gòu)中含有羥基所導(dǎo)致。

圖5

圖5   強(qiáng)電負(fù)性陰離子對吸收性能的影響

Fig.5   The influence of strong electronegative anions on absorption performance

從量子力學(xué)的角度來看，物質(zhì)之間存在靜電作用力、范德華力和氫鍵三大相互作用力。COSMO-RS篩選是以σ-profile為唯一變量，它表示分子表面的極化作用，決定相互作用能量大小。圖6中比較了三種強(qiáng)電負(fù)性陰離子的σ-profile。從圖中可以看出，三種陰離子在氫鍵接受區(qū)域均有峰出現(xiàn)，表示這三種陰離子均具有較強(qiáng)的氫鍵接受能力。峰位置離氫鍵分隔線越遠(yuǎn)，閾值越寬，表示形成氫鍵的能力越強(qiáng)。由此可以得出，離子液體吸收苯酚的無限稀釋活度系數(shù)較小的原因也是由于[BF4]-陰離子的氫鍵接受能力最強(qiáng)。[NTf2]-和[BF4]-陰離子接受氫鍵能力相當(dāng)，且大于[PF6]-陰離子。

圖6

圖6   陰離子的σ-profile

Fig.6   σ-profile of anions

針對離子液體-苯、甲苯和萘體系，[NTf2]-陰離子是最佳選擇。而離子液體-苯酚體系，由于苯酚具有極性，故采用具有較強(qiáng)氫鍵接受能力的[BF4]-陰離子可以提高吸收性能。而從整體變化幅度來看，[PF6]-是最有潛力的陰離子，預(yù)測隨著側(cè)鏈烷基的持續(xù)增長，含[PF6]-陰離子的離子液體針對焦油體系會(huì)表現(xiàn)出最好的吸收性能。雖然咪唑類陽離子側(cè)鏈烷基含碳數(shù)增加會(huì)提高其吸收性能，但當(dāng)烷基側(cè)鏈含碳數(shù)達(dá)到5以后，吸收性能并不會(huì)得到明顯改善。側(cè)鏈烷基越長，離子液體的黏度越大，會(huì)給化工操作過程帶來一定的困難。

2.2.2 熱力學(xué)性質(zhì)偏摩爾過量焓

偏摩爾過量焓(HiE,∞)可以表征離子液體-焦油間作用力的大小。偏摩爾過量焓函數(shù)是實(shí)際混合摩爾熱力學(xué)函數(shù)與理想混合摩爾熱力學(xué)函數(shù)的差值[37]。計(jì)算過程如式(1)和式(2)所示：

lnγ∞i=a+bT$ln{\gamma }_i^{\infty }=a+\frac{b}{T}$(1)lnγ∞i=HE,∞iRT?a$ln{\gamma }_i^{\infty }=\frac{H_i^{E,\infty }}{RT}-a$(2)

式中，R為氣體常數(shù)，8.314 J/(mol·K)；T為吸收溫度，K。根據(jù)式(1)將lnγi∞與溫度T進(jìn)行線性擬合，得到擬合直線的截距即為HiE,∞值，由式(1)和式(2)可以得到HiE,∞=Rb。HiE,∞ < 0代表離子液體與焦油模擬物間的作用力大于焦油模擬物分子內(nèi)部的作用力。且HiE,∞值越小，表示離子液體與焦油模擬物之間的作用力越大。

Chen等[37-38]使用[BMIM][ClO4]吸收苯和甲苯，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到HiE,∞值分別為-3.58和-2.99 kJ/mol；使用[OMMIM][NTf2]吸收苯和甲苯的HiE,∞值分別為7.08和6.38 kJ/mol。He等[39-41]使用[HMMIM][BF4]吸收苯和甲苯時(shí)，擬合得到其HiE,∞值分別為-0.77和-1.89 kJ/mol；使用[OMMIM][BF4]吸收苯和甲苯的HiE,∞值為-1.20和-1.91 kJ/mol；使用[PMMIM][NTf2]吸收苯和甲苯的HiE,∞值為-1.40和-3.15 kJ/mol。

當(dāng)陽離子側(cè)鏈為辛基時(shí)，含[NTf2]-、[PF6]-和[BF4]-三種強(qiáng)電負(fù)性陰離子的離子液體吸收苯的HiE,∞值分別為-6.152、-4.952和-3.791 kJ/mol；吸收甲苯時(shí)的HiE,∞值為-7.795、-5.889和-4.183 kJ/mol；吸收萘?xí)r的HiE,∞值為-6.417、-6.102和-4.675 kJ/mol。離子液體吸收苯酚過程中，含三種強(qiáng)電負(fù)性陰離子的離子液體的HiE,∞值都很小，說明在吸收過程中溶劑與溶質(zhì)間的作用力遠(yuǎn)大于苯酚分子間作用力，吸收性能會(huì)得到進(jìn)一步提高，趨勢與上一節(jié)中的γ∞值變化趨勢一致，從而再次驗(yàn)證了結(jié)果的有效性。吸收過程偏摩爾過量焓見圖7。

圖7

圖7   吸收過程偏摩爾過量焓

Fig.7   Partial molar excess enthalpy of absorption

2.3 陽離子的影響

本節(jié)主要研究陰離子相同時(shí)，陽離子側(cè)鏈烷基結(jié)構(gòu)對吸收性能的影響。

2.3.1 離子液體黏度與側(cè)鏈烷基的關(guān)系

離子液體的黏度隨側(cè)鏈長度變化關(guān)系如圖8所示。從整體看，隨著側(cè)鏈長度的增加，黏度變大，主要是因?yàn)閭?cè)鏈長度的增加導(dǎo)致范德華力增大。但是側(cè)鏈為乙基時(shí)，離子液體黏度較小。這是由于乙基的構(gòu)象自由度更大，而大的構(gòu)象自由度有利于降低黏度，而且相比于范德華力作用，此時(shí)構(gòu)象自由度對黏度起決定作用。

圖8

圖8   離子液體黏度隨側(cè)鏈烷基含碳數(shù)的變化[42]

Fig.8   The viscosity of ionic liquids with the number of carbons in side chain alkyl groups

[C x MIM][BF4]的黏度變化幅度較大，側(cè)鏈為乙基時(shí)最小為34.29 mPa·s，側(cè)鏈為辛基時(shí)最大為222.36 mPa·s；[C x MIM][NTf2]黏度適中，且當(dāng)側(cè)鏈含碳數(shù)大于6時(shí)，變化并不明顯；[C x MIM][PF6]黏度隨側(cè)鏈烷基增長均勻變大。

2.3.2 陽離子R1位置側(cè)鏈烷基長度對吸收效果的影響

隨著側(cè)鏈烷基的增長，吸收性能明顯變強(qiáng)。當(dāng)側(cè)鏈烷基為辛基時(shí)，[C8MIM][NTf2]吸收苯、甲苯和萘的γ∞值分別為0.955、1.244和1.359；[C8MIM][BF4]吸收上述三種焦油模擬物的γ∞值分別為1.703、2.058和2.558；[C8MIM][PF6]為1.227、1.820和1.769。含[NTf2] -和[BF4] -陰離子的離子液體吸收苯酚時(shí)的γ∞值變化并不明顯，變化幅度均在30%以內(nèi)。但含[PF6] -陰離子的離子液體吸收苯酚時(shí)，變化幅度達(dá)到了71%。這主要是因?yàn)閇PF6] -陰離子中含有6個(gè)F，F(xiàn)元素具有最強(qiáng)電負(fù)性。

由圖9可以看出，離子液體吸收苯和甲苯時(shí)，當(dāng)陰離子為[NTf2] -，陽離子側(cè)鏈烷基含碳數(shù)達(dá)到5時(shí)，繼續(xù)增加側(cè)鏈烷基長度對吸收效果影響并不顯著，故離子液體-苯、甲苯體系建議選取側(cè)鏈烷基含碳數(shù)不超過5的咪唑陽離子與[NTf2] -陰離子搭配。如操作條件對黏度要求較高，可以選取[C2MIM][NTf2]離子液體作為吸收劑。離子液體-萘體系中，側(cè)鏈烷基含碳數(shù)最好不超過6。離子液體-苯酚體系中，選擇含[BF4] -陰離子的離子液體即可。必要時(shí)，也可以選擇[PF6] -陰離子與咪唑陽離子搭配，這樣既經(jīng)濟(jì)又能有效達(dá)到脫除效果。在選取咪唑類陽離子時(shí)，未必過分追求較長的側(cè)鏈烷基，因?yàn)閭?cè)鏈較長的離子液體不僅黏度大，也不會(huì)明顯改善吸收性能。

圖9

圖9   陽離子對吸收性能的影響

Fig.9   The influence of cations on absorption performance

當(dāng)離子液體吸收苯、甲苯和萘?xí)r，總體規(guī)律類似，均呈冪函數(shù)變化。通過數(shù)據(jù)擬合得到在40℃條件下側(cè)鏈烷基含碳數(shù)x與γ∞值之間的預(yù)測關(guān)系式，具體如表1所示。

表1   離子液體吸收苯、甲苯、萘的無限稀釋活度系數(shù)預(yù)測關(guān)系式 （40℃）

Table 1  The predicted relational of γ∞ of ionic liquid absorbing benzene， toluene and naphthalene （40℃）

圖10為陽離子[C x MIM]+(x=1,…,8)的σ-profile圖。從圖中可以看出，陽離子在氫鍵供體區(qū)和非極性區(qū)均有峰出現(xiàn)，且峰的位置并沒有太大差別，說明這幾種陽離子均有接受氫鍵的能力，且并無顯著差異。但在非極性區(qū)的峰面積隨著側(cè)鏈烷基增長而變大，表示側(cè)鏈烷基越長，產(chǎn)生的范德華力越強(qiáng)，形成的離子液體黏度越高。

圖10

圖10   陽離子的σ-profile

Fig.10   σ-profile of cations

3 結(jié) 論

（1）優(yōu)選的兩取代基(R1為甲基到辛基，R3為甲基)咪唑類離子液體對四種焦油模擬物的無限稀釋活度系數(shù)為0.4~1，預(yù)計(jì)具有較好的吸收性能。陽離子相同時(shí)，針對離子液體-苯、甲苯焦油體系，[BF4] -陰離子表現(xiàn)出較好的吸收性能；對于離子液體-苯酚、萘體系，陰離子性能排序?yàn)閇NTf2] ->[BF4] ->[PF6] -。

（2）當(dāng)陰離子相同時(shí)，兩取代基咪唑類陽離子隨著R1位置烷基側(cè)鏈的增長，吸收性能變好。[C8MIM][NTf2]吸收苯、甲苯和萘的無限稀釋活度系數(shù)分別為0.95、1.24和1.36，均達(dá)到較佳水平。此時(shí)偏摩爾過量焓值分別為-6.152、-7.795和-6.417 kJ/mol，吸收性能均優(yōu)于三取代基咪唑類離子液體。

（3）對于苯酚體系，隨著兩取代基咪唑類陽離子側(cè)鏈烷基的增長，[BF4] -陰離子性能最佳，無限稀釋活度系數(shù)浮動(dòng)在0.11上下。

（4）擬合出40℃條件下兩取代基咪唑類離子液體吸收苯、甲苯和萘的預(yù)測關(guān)系式，可有效預(yù)測R1位置更長側(cè)鏈烷基咪唑陽離子的吸收性能。

（5）兩取代基咪唑類離子液體-苯、甲苯體系建議陽離子R1位置側(cè)鏈烷基含碳數(shù)不超過5，離子液體-萘體系不超過6，且陰離子均選擇[NTf2]-。必要時(shí)，可使用[PF6]-代替。