CN1531988A

CN1531988A - 通过吸附分离法纯化或处理离子液体的方法

Info

Publication number: CN1531988A
Application number: CNA2004100088540A
Authority: CN
Inventors: Y・A・贝斯特; Y·A·贝斯特; 绽锇; J·奇普里安; S·莫勒
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2004-09-29
Also published as: US20040188350A1; DE10313207A1; EP1470846A1; MY145672A; US7410586B2

Abstract

本发明涉及一种用于处理含离子液体和其它物质的混合物的方法，其中通过吸附分离法将存在的物质分离。

Description

通过吸附分离法纯化或处理离子液体的方法

发明领域

本发明涉及一种用于纯化或处理离子液体(IL)的改进方法。

技术背景

离子液体是一类使用时间相对较短的物质。它们是在相对低温、通常低于100℃、优选室温下为液态的粘度相对较低、相对非腐蚀性的盐熔体。目前，对其进行的大量研究是在大学和工业中进行的。离子液体具有最初的工业应用，并且预计在未来很快会出现大量的应用。有关离子液体的综述参见例如Wasserscheid和Keim的Angewandte Chemie2000，112，3926-3945。

对于本发明的目的而言，离子液体是具有至少一个正电荷和至少一个负电荷但总体为电中性并且熔点低于200℃、优选低于100℃、特别优选低于50℃的化合物。

离子液体也可以具有多个正电荷或负电荷，例如1-5个，优选1-4个，特别优选1-3个，非常优选1或2个，但尤其优选仅有一个正电荷和一个负电荷。

电荷可以位于一个分子内的各种定位或非定位区域，即以类甜菜碱模式，或分配于分离的离子和阳离子中。优选由至少一个阳离子和至少一个阴离子组成的离子液体。如上所述，阳离子和阴离子可以是单或多载荷的，优选单载荷。

当然，各种离子液体的混合物也是可以考虑的。

作为阳离子，优选铵或鏻离子，或者包括至少一个含至少一个磷或氮原子以及需要时含氧或硫原子的五元或六元杂环的阳离子，特别优选包括至少一个含一个、两个或三个氮原子和一个硫原子或氧原子的五元或六元杂环的化合物，非常特别优选含一个或两个氮原子的化合物。

特别优选的离子液体所具有的分子量低于1000g/mol，尤其优选低于350g/mol。

此外，优选选自以下式(Ia)-(Iw)化合物的阳离子以及其中存在这些结构的低聚物和聚合物，

其中，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶和R⁷互相独立地分别选自C_1-18烷基、被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的C_2-18烷基、C_6-12芳基、C_5-12环烷基或含氧、氮和/或硫的五元或六元杂环，或其中两个可以一起形成被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的不饱和、饱和或芳族的环，其中所述基团可以分别被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。

此外，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶可以是氢。

R⁷可以是C_1-18烷酰基(烷基羰基)、C_1-18烷氧基羰基、C_5-12环烷基羰基或C_6-12芳基酰基(芳基羰基)，其中所述基团可以分别被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代。

在这些定义中，

可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C_1-18烷基是例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、癸基、十二烷基、十四烷基、十七烷基、十八烷基、1，1-二甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，1，3，3-四甲基丁基、苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、α，α-二甲基苄基、二苯甲基、对-甲苯基甲基、1-(对-丁基苯基)乙基、对-氯苄基、2，4-二氯苄基、对-甲氧基苄基、间-乙氧基苄基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧羰基乙基、2-乙氧羰基乙基、2-丁氧羰基丙基、1，2-二(甲氧羰基)乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、1，3-二氧戊环-2-基、1，3-二氧己环-2-基、2-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-基、2-异丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、氯代甲基、2-氯乙基、3-氯甲基、三氟甲基、1，1-二甲基-2-氯乙基、2-甲氧基-异丙基、2-乙氧基乙基、丁基硫代甲基、2-十二烷基硫代乙基、2-苯基硫代乙基、2，2，2-三氟乙基、2-羟基乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、4-羟基丁基、6-羟基己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、3-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲基氨基乙基、2-甲基氨基丙基、3-甲基氨基丙基、4-甲基氨基丁基、6-甲基氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羟基-2，2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基或6-乙氧基己基，以及

被一个或多个氧和/或硫原子和/或一个或多个取代或未取代的亚氨基间断的C_2-18烷基是例如5-羟基-3-氧-戊基、8-羟基-3，6-二氧辛基、11-羟基-3，6，9-三氧十一烷基、7-羟基-4-氧庚基、11-羟基-4，8-二氧十一烷基、15-羟基-4，8，12-三氧十五烷基、9-羟基-5-氧壬基、14-羟基-5，10-氧十四烷基、5-甲氧基-3-氧戊基、8-甲氧基-3，6-二氧辛基、11-甲氧基-3，6，9-三氧十一烷基、7-甲氧基-4-氧庚基、11-甲氧基-4，8-二氧十一烷基、15-甲氧基-4，8，12-三氧十五烷基、9-甲氧基-5-氧壬基、14-甲氧基-5，10-氧十四烷基、5-乙氧基-3-氧庚基、8-乙氧基-3，6-二氧辛基、11-乙氧基-3，6，9-三氧十一烷基、7-乙氧基-4-氧庚基、11-乙氧基-4，8-二氧十一烷基、15-乙氧基-4，8，12-三氧十五烷基、9-乙氧基-5-氧壬基或14-乙氧基-5，10-氧十四烷基。

如果两个基团成环，它们可以一起形成1，3-亚丙基、1，4-亚丁基、2-氧-1，3-亚丙基、1-氧-1，3-亚丙基、2-氧-1，3-亚丙基、1-氧-1，3-亚丙基、1-氮杂-1，3-亚丙烯基、1-C_1-4烷基-1-氮杂-1，3-亚丙烯基、1，4-亚丁-1，3-二烯基、1-氮杂-1，4-亚丁-1，3-二烯基、或2-氮杂-1，4-亚丁-1，3-二烯基。

对于氧和/或硫原子和/或亚氨基的数目没有任何限制。一般在基团中不多于5个，优选不多于4个，特别优选不多于3个。

此外，在任意两个杂原子之间一般有至少一个碳原子，优选至少两个碳原子。

取代和未取代的亚氨基可以是例如亚氨基、甲基亚氨基、异丙基亚氨基、正丁基亚氨基或叔丁基亚氨基。

此外，

官能团可以是羧基、酰胺基、羟基、二(C_1-4烷基)氨基、C_1-4烷氧基羰基、氰基或C_1-4-烷氧基。

可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C_6-12芳基是例如苯基、甲苯基、二甲苯基、α-萘基、β-萘基、4-亚二苯基(diphenylyl)、氯代苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、异丙基萘基、氯代萘基、乙氧基萘基、2，6-二甲基苯基、2，4，6-三甲基苯基、2，6-二甲氧基苯基、2，6-二氯苯基、4-溴苯基、2-或4-硝基苯基、2，4-或2，6-二硝基苯基、4-二甲基氨基苯基、4-乙酰基苯基、甲氧基乙基苯基或乙氧基甲基苯基。

可以被官能团、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、卤素、杂原子和/或杂环取代的C_5-12环烷基是例如环戊基、环己基、环辛基、环十二烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、二乙基环己基、丁基环己基、甲氧基环己基、二甲氧基环己基、二乙氧基环己基、丁基硫代环己基、氯代环己基、二氯环己基、二氯环戊基或饱和或不饱和的双环体系，诸如降冰片基或降冰片烯基。

含氧、氮和/或硫的五元或六元杂环是例如呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并噁唑基、二氧戊环基、二氧基(dioxyl)、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基、二氟吡啶基、甲基噻嗯基、异丙基噻嗯基或叔丁基噻嗯基。

C₁-C₄烷基是例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。

C₁-C₁₈烷酰基可以是例如乙酰基、丙酰基、正丁酰基、仲丁酰基、叔丁酰基、2-乙基己基羰基、癸酰基、十二烷酰基、氯乙酰基、三氯乙酰基或三氟乙酰基。

C₁-C₁₈烷氧羰基可以是例如甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、异丙氧羰基、正丁氧羰基、仲丁氧羰基、叔丁氧羰基、己氧羰基、2-乙基己氧基羰基或苄氧羰基。

C₅-C₁₂环烷基羰基可以是例如环戊基羰基、环己基羰基或环十二烷羰基。

C₆-C₁₂芳酰基(芳基羰基)可以是例如苯甲酰基、甲苯甲酰基、二甲苯甲酰基、α-萘酰基、β-萘酰基、氯代苯甲酰基、二氯苯甲酰基、三氯苯甲酰基或三甲基苯甲酰基。

优选R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶各不相同地分别是氢、甲基、乙基、正丁基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(正丁氧羰基)乙基、二甲基氨基、二乙基氨基或氯。

R⁷优选是甲基、乙基、正丁基、2-羟基乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(正丁氧羰基)乙基、乙酰基、丙酰基、叔丁酰基、甲氧羰基、乙氧羰基或正丁氧羰基。

特别优选的吡啶鎓离子(Ia)是以下这些：其中基团R¹-R⁵中的一个是甲基、乙基或氯，R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢，或者R³是二甲基氨基、R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢，或者R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢，或者R²是羧基或酰胺基，R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢，或者R¹和R²或R²和R³一起是1，4-亚丁-1，3-二烯基，R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢。

特别优选的哒嗪鎓离子(Ib)是以下这些：其中基团R¹-R⁴中的一个是甲基或乙基，R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢，或者R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢。

特别优选的嘧啶鎓离子(Ic)是以下这些；其中R²-R⁴分别是氢或甲基，R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基且R¹是氢、甲基或乙基，或者R²和R⁴分别是甲基，R³是氢，R¹是氢、甲基或乙基，且R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基。

特别优选的吡嗪鎓离子(Id)是以下这些：其中R¹-R⁴全部是甲基，且R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，或者R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，其它全部是氢。

特别优选的咪唑鎓离子(Ie)是以下这些：其中互相独立地是，

R¹选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正辛基、正癸基、正十二烷基、2-羟基乙基和2-氰基乙基，

R⁷是乙酰基、甲基、乙基或正丁基，

R²-R⁴互相独立地分别是氢、甲基或乙基。

特别优选的1H-吡唑鎓离子(If)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹选自氢、甲基和乙基，

R²、R³和R⁴选自氢和甲基，且

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基。

特别优选的3H-吡唑鎓离子(Ig)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹选自氢、甲基和乙基，

R²、R³和R⁴选自氢和甲基，且

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基。

特别优选的4H-吡唑鎓离子(Ih)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹-R⁴选自氢和甲基，且

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基。

特别优选的1-二氢化吡唑鎓离子(Ii)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹-R⁶选自氢和甲基，且

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基。

特别优选的2-二氢化吡唑鎓离子(Ij)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹选自氢、甲基、乙基和苯基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R²-R⁶选自氢和甲基。

特别优选的3-二氢化吡唑鎓离子(Ik)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹和R²选自氢、甲基、乙基和苯基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R³-R⁶选自氢和甲基。

特别优选的咪唑啉鎓离子(Il)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹和R²选自氢、甲基、乙基、正丁基和苯基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R³和R⁴选自氢、甲基和乙基，

R⁵和R⁶选自氢和甲基。

特别优选的咪唑啉鎓离子(Im)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹和R²选自氢、甲基和乙基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R³-R⁶选自氢和甲基。

特别优选的咪唑啉鎓离子(In)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹、R²和R³选自氢、甲基和乙基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R⁴-R⁶选自氢和甲基。

特别优选的噻唑鎓离子(Io)或噁唑鎓离子(Ip)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹选自氢、甲基、乙基和苯基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R²和R³选自氢和甲基。

特别优选的1，2，4-三唑鎓离子(Iq)和(Ir)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹和R²选自氢、甲基、乙基和苯基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R³选自氢、甲基和苯基。

特别优选的1，2，3-三唑鎓离子(Is)和(It)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹选自氢、甲基和乙基，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R²和R³选自氢和甲基，或者

R²和R³一起是1，4-亚丁-1，3-二烯基，其它全部是氢。

特别优选的吡咯烷鎓离子(Iu)是以下这些，其中互相独立地是，

R¹和R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R²、R³、R⁴和R⁵分别是氢。

特别优选的铵离子(Iv)是以下这些，其中互相独立地是，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R¹、R²和R³选自甲基、乙基、正丁基、2-羟基乙基、苄基和苯基。

特别优选的鏻离子(Iw)是以下这些，其中互相独立地是，

R⁷选自乙酰基、甲基、乙基和正丁基，且

R¹、R²和R³选自苯基、苯氧基、乙氧基和正丁氧基。

其中，优选铵、鏻、吡啶鎓和咪唑鎓离子。

特别优选的阳离子是1，2-二甲基吡啶鎓、1-甲基-2-乙基吡啶鎓、1-甲基-2-乙基-6-甲基吡啶鎓、N-甲基吡啶鎓、1-丁基-2-甲基-吡啶鎓、1-丁基-2-乙基吡啶鎓、1-丁基-2-乙基-6-甲基吡啶鎓、N-丁基-吡啶鎓、1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1，3-二甲基咪唑鎓、1，2，3-三甲基咪唑鎓、1-正丁基-3-甲基咪唑鎓、1，3，4，5-四甲基咪唑鎓、1，3，4-三甲基咪唑鎓、2，3-二甲基咪唑鎓、1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、3，4-二甲基咪唑鎓、2-乙基-3，4-二甲基咪唑鎓、3-甲基-2-乙基咪唑、3-丁基-1-甲基咪唑鎓、3-丁基-1-乙基咪唑鎓、3-丁基-1，2-二甲基咪唑鎓、1，3-二正丁基咪唑鎓、3-丁基-1，4，5-三甲基咪唑鎓、3-丁基-1，4-二甲基咪唑鎓、3-丁基-2-甲基咪唑鎓、1，3-二丁基-2-甲基咪唑鎓、3-丁基-4-甲基咪唑鎓、3-丁基-2-乙基-4-甲基咪唑鎓和3-丁基-2-乙基咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑鎓。

尤其优选1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-正丁基-3-甲基咪唑鎓和1-正丁基-3-乙基咪唑鎓。

阴离子一般是任何阴离子。

优选的阴离子是卤素F^-、Cl^-、Br^-、I^-、乙酸根CH₃COO^-、三氟乙酸根CF₃COO^-、三氟甲磺酸根CF₃SO₃ ^-、硫酸根SO₄ ^2-、硫酸氢根HSO₄ ^-、甲基硫酸根CH₃OSO₃ ^-、乙基硫酸根C₂H₅OSO₃ ^-、亚硫酸根SO₃ ^2-、亚硫酸氢根HSO₃ ^-、氯代铝酸根AlCl₄ ^-、Al₂Cl₇ ^-、Al₃Cl₁₀ ^-、四溴铝酸根AlBr₄ ^-、亚硝酸根NO₂ ^-、硝酸根NO₃ ^-、氯代铜酸根CuCl₂ ^-、磷酸根PO₄ ^3-、磷酸氢根HPO₄ ^2-、磷酸二氢根H₂PO₄ ^-、碳酸根CO₃ ^2-、碳酸氢根HCO₃ ^-。

离子液体可以用于改善反应的转化率和/或选择性。此时，它们本身作为催化剂，或者作为适合的溶剂。更大领域的应用是将离子液体在分离操作中用作助剂。此时，它们可用于蒸馏(萃取蒸馏)、萃取、吸收或膜工艺。WO02/074718公开了离子液体作为添加剂用于沸点较窄或共沸混合物的分离的用途。它们还可作为传热介质或用于电池的电解质。这些用途分别导致离子液体被稀释或污染，因此必须对其加以加工或处理。

迄今为止，由于数量较少，离子液体的制备相对昂贵(约

)。在生产规模较大的情况下，成本可以是约由于这些材料的成本仍然相对较高，因此希望或需要一种经济的方法，用于制备能够尽可能长时间地使用并能够回收的离子液体。这通常是通过工艺操作中的循环物流而实现的。杂质、特别是高沸点杂质在这些循环物流中累积。通过清洗物流防止或至少降低浓度的上升而对其进行补偿。排出的受污染离子液体有相当的价值，因此试图将其回收。

由于离子液体具有不可测量的蒸汽压，所以从离子液体中分离出低沸点组分一般相对简单。低沸点组分是通过简单的蒸发或精馏分离的。

但是，人们发现从离子液体中分离高沸点杂质是个问题。此时，高沸点物质是难以通过蒸馏从离子液体中分离出来的物质。它们可以是不具有可测量蒸汽压的聚合物或在室温下仅具有低于约10毫巴、优选低于1毫巴的低蒸汽压的物质。它们还可以是具有与离子液体的特别强相互作用的物质，因此，它们仅能不完全地从离子液体中分离。在这种情况下，不可能通过蒸发经济地纯化离子液体。

通过萃取从其它物质中分离离子液体是已知的。该方法可以在合成离子液体之后使用，例如在Wasserscheid和Welton的“Ionic liquid insynthesis”2003 WILEY-VCH Verlag，Weinheim(第17页)中描述。缺点在于一般不可能寻找到适合的溶剂，并且由于混溶性间隙小而同样不溶于萃取剂，因此在分离中损失了相当多的离子液体。因此，萃取主要适用于易溶于非极性(有机)溶剂中的非极性高沸点物质。这些溶剂事实上与大多数离子液体不混溶，并因此通常能够相对容易地分离。但是，干扰性杂质可能不能从IL中洗出。尤其在极性高沸点物质的情况下观察到这一点。在这种情况下，需要使用与离子液体的混溶性较大的极性溶剂，但不希望的物质的损失(离子液体)随即增加。

在Ind.Eng..Chem.Res.(2001)，40(1)，287-292中，Brennecke描述了另一种使用超临界CO₂纯化离子液体的方法。但是，该方法在工程上相对复杂。

本发明的一个目的是寻找另一种纯化含有离子液体的混合物的方法，该方法弥补了上述缺点，并可以实现在工艺工程上简单的经济地分离。

发明内容

我们已经发现，这一目的通过处理含有离子液体和其它物质的混合物的方法而实现，其中存在的物质是通过吸附分离法而分离出来的。

我们已经发现，对于实现本发明方法的分离而言，吸附分离技术是在工艺工程上简单的经济的变型。吸附分离技术通常包括将离子液体与固体(吸附剂)接触，使杂质浓缩在吸附剂的表面上。按照这种方式，杂质的量得以降低，或者可以从离子液体中将杂质完全分离。特别适用于本发明方法的吸附分离法是色谱法、吸附法和离子交换法，以下进行更为详细的描述。

附图简述

图1是本发明中采用色谱法处理离子液体的实施方案的示意图。

本发明的具体实施方式

色谱法

本方法见图1的示例。此时，通过注射器(1)将被污染的离子液体注入连续流动的溶剂流，并传递至色谱柱(2)。在那里，离子液体和杂质吸附于固定相(吸附剂)的表面上。本领域技术人员可以通过常规实验选择溶剂和吸附剂，使得离子液体和杂质的吸附强度不同。这导致各种物质通过塔的移动速率不同。如果塔足够长且分离因子足够大，发生基线分离，那么通过转换阀门可以使组分互相分离并单独存在于溶剂中。

在色谱分离后，从离子液体中分离溶剂。这可以通过已知的分离操作诸如蒸发或结晶而进行。

已经发现，适合的固定相可以是例如硅胶、反相硅胶、分子筛、沸石、氧化铝、酸性和碱性离子交换剂。溶剂应当能与离子液体混溶。具体而言，适合的溶剂是相对极性的溶剂，诸如水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、乙腈及其混合物。

除此处描述的间歇色谱法之外，还可以使用连续色谱分离法，例如模拟逆流色谱法。在该色谱法中，不再经注射器非连续地加入待纯化的离子液体，而是连续加入。纯化的离子液体和杂质同样从装置中连续除去。这种装置的运行方式是现有技术，描述在例如Y.Beste，“SimulierteGegenstromchromatographre für Mehrkomponenten-und kinetischkontrollierte systeme”，progress report VDI.No.712中。适合的吸附剂和溶剂是与上述那些相同的材料。

吸附法或离子交换法

与色谱法相反，此时有利地不需要使用溶剂与离子液体接触，并且有时也不需要通过蒸发步骤从溶剂中分离。在吸附或离子交换的情况下，直接将被其它物质污染的离子液体通过含吸附剂(在塔中是粉末形式)或离子交换树脂的塔。优选的吸附剂是吸附剂树脂、活性炭、沸石、氧化铝、分子筛或硅胶以及反相硅胶。在吸附剂的情况下，杂质吸附在固定相(吸附剂)上，或者在离子交换的情况下，杂质通过电相互作用连接至离子交换树脂。离子液体以纯化的形式离开塔。

可以在使用一次后废弃固定相，但优选将其进行纯化并再使用。为此，使用适合的再生介质诸如蒸汽、溶剂、酸或碱(在室温或更高温度下)将固定相再生。随后仅需要废弃再生介质和其中存在的杂质。

吸附和离子交换可以间歇(即，固定床连续地穿过全部各个步骤)、半连续(即两个固定床交替操作)或全连续(具有16-32个塔和多口阀的圆盘传送排列)进行。

固定相可以以固定床、悬浮床或流化床形式存在。

本发明的方法提供了一种在工艺工程上简单的从混合物中分离纯净形式的离子液体的经济方式。因此，可以处理以适合的方式在许多方法中得到的含离子液体的混合物并将纯化后的离子液体再次引入各个方法中。因此，离子液体的消耗显著降低，得到的废物流最小化，使得不但简化了工艺，而且在经济方面有所提高。本发明的方法特别适用于分离高沸点组分，所述高沸点组分经常使离子液体带颜色和/或影响离子液体的性能和/或具有其它不利影响。

实施例

实施例1摆动实验

使用的离子液体(IL)是硫酸氢1-甲基咪唑鎓。其基本上无色。在已经使用很多次之后，IL被污染。首先其颜色变深，这是一种在升高的温度下使用IL时经常观察到的现象。此外，在蒸馏过程中出现很深的暗绿色。通过在旋转蒸发器上蒸发，可以除去所有挥发性成分。这几乎不改变颜色。颜色变得更浓。受污染IL的XRF分析证明有大量的S。此外，还检测出Al、Cr、Mg、Fe、Ni、Cu(＜1000ppm)。

在摆动实验中，将25ml这种被污染的IL分别与各种吸附剂中的一种接触24小时。随后过滤液体。滤液与初始样品的对比表明颜色明显变浅。并因此证明了在所有情况下明显的纯化效果。试验了硅胶、吸附树脂、离子交换剂、活性炭和氧化铝。纯化效果在氧化铝的情况下较差，而在离子交换剂和吸附树脂的情况下较好。活性炭的表现居中。通过变色定量纯化效果。离子液体的绿色越浅，纯化效果越好。

实施例2塔实验

使用填充了吸附树脂(聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)作为固定相的1×25cm塔。将去离子水作为洗脱液连续泵送通过含树脂的塔。通过UV-VIS检测器在塔的出口进行检测。为了改善流动性，在注入前用水稀释被污染的IL。在各个情况下，向树脂中重复注入最多200μl的IL，在220nm得到对称峰，而在430nm未检测到峰。在无塔的情况下向体系中注入时，在两个波长下均检测到峰。这表明带颜色的物质被吸附在树脂上。

在注入后，用异丙醇代替水作为溶剂。在430nm下观察到在异丙醇峰之前有一个清晰可见的高峰，这证明了带颜色的物质被解吸。使用其它极性小于水的溶剂也可以由塔实现类似的解吸。例如，使用乙醇和甲醇也成功进行了解吸实验。

对比实施例

使用受污染离子液体的相同原料溶液进行萃取实验。为此，将25g离子液体与25g正己烷混合，并在室温下搅拌数小时。在停止混合后，两相再次分离。上面的相(正己烷)保持澄清和无色，下面的相(离子液体)未改变。因此，没有发生纯化。

Claims

1.一种处理含离子液体和其它物质的混合物的方法，其中通过吸附分离法将存在的物质分离。

2.权利要求1的方法，其中分离是通过离子交换进行的。

3.权利要求1的方法，其中分离是通过色谱法进行的。

4.权利要求3的方法，其中分离是通过连续色谱法进行的。

5.权利要求1-4任一项的方法，其中极性的高沸点化合物被分离出来。

6.权利要求1-5任一项的方法，其中使用水、甲醇、乙醇、1-丙醇或异丙醇或其混合物作为溶剂。

7.权利要求1-6任一项的方法，其中使用反相硅胶、树脂、离子交换剂、沸石、氧化铝或活性炭作为固定相。