TWI776116B - 離子液體與利用其之正滲透程序 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一種離子液體與利用其之正滲透程序。該離子液體具有式(I)所示結構：
ABn
其中，A為
、或
；n為1或2；m為0、或1至7之整數；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；k為3至8之整數；B為
、或
Description
本揭露關於一種離子液體與利用其之正滲透程序。
正滲透(forward osmosis，FO)脫鹽程序的技術原理是利用半透膜兩端溶液或溶質間的滲透壓差作為驅動力，即是使低滲透壓之進水(feed water)端的水，滲透穿過半透膜至高滲透壓之提取液(draw solution)端。而穿過半透膜的水與提取液之混合溶液，可藉由各種分離濃縮的方式，使水與提取液產生分離，達到提取液的回收和產生純水。正滲透技術應用於水處理上之優點在於低耗能與低薄膜阻塞率，可大幅提升功能穩定性與成本效益。
提取液需具高滲透壓、親水性佳、及易於分離等特點，其中又以提取液與過膜水的分離，以及提取液的回收是決定正滲透技術能耗的關鍵因素。目前許多提取液雖然可以生成足夠高的滲透壓，但因為能耗較高且較具毒性而不適合實際推廣。
因此，業界需要一種新穎的提取液，用於正滲透脫鹽程序，以解決習知技術所遭遇到的問題。
根據本揭露實施例，本揭露提供一種離子液體。其中該離子液體可具有式(I)所示結構：
ABn
式(I)
其中，A為
、或
；n為1或2；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；m為0、或1至7之整數；k為3至8之整數；B為
、或
；i獨立為1、2、或3；以及，j為5、6、或7。
根據本揭露實施例，具有式(I)所示結構之該離子液體，當n=1時， A可為m可為0、1、或2；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基； B可為；以及，j可為5至7之整數。
根據本揭露實施例，當n=1時，A可為，m可為5、6、或7；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；B可為；以及，i獨立為1、2、或3。
根據本揭露實施例，當n=2時，A可為；k為3至8之整數；B為；以及，i獨立為1、2、或3。
根據本揭露實施例，該離子液體可為
、
、或
。
根據本揭露實施例，本揭露提供一種正滲透程序。該正滲透程序包含以下步驟：以一半透膜分隔一提取液槽與一進水槽；將一提取液導入該提取液槽，其中該提取液包含本揭露所述離子液體；將一鹽水導入一進水槽，且該鹽水之滲透壓低於該離子液體之滲透壓，使得該鹽水中的水滲透穿過該半透膜進入該提取液中，得到一稀釋提取液(diluted draw solution)；自該提取液槽取出該稀釋提取液；以及，對該稀釋提取液進行一溫度控制處理(temperature control treatment)，使該稀釋提取液分層成一水層與一離子液體層。
根據本揭露實施例，該提取液包含水及本揭露所述離子液體。其中，該提取液之離子液體含量為10wt%至70wt%，以該提取液總重為基準。
根據本揭露實施例，該溫度控制處理(temperature control treatment)係可為一降溫處理。在此，用於提取液的離子液體為
。此外，該稀釋提取液在10℃至35℃的温度以下可具有高臨界溶解溫度(upper critical solution temperature、UCST)相變。
根據本揭露實施例，該溫度控制處理(temperature control treatment)係可為一昇溫處理。在此，用於提取液的離子液體為、或。此外，當離子液體為時，該稀釋提取液在43℃至60℃的温度以上可具有低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature、LCST)相變；以及，當離子液體為時，該稀釋提取液在65℃至75℃的温度以上可具有低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature、LCST)相變。
根據本揭露實施例，在對該稀釋提取液進行該溫度控制處理(temperature control treatment)後，更包含將該離子液體層導入該提取液槽。
以下針對本揭露之選擇性雷射燒結組合物作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本揭露之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單描述本揭露。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。
根據本揭露實施例，本揭露提供一種離子液體。本揭露所述之離子液體係膽鹼系離子液體(choline-based ionic liquid)。
根據本揭露實施例，本揭露所述離子液體，由陰離子基團(B)及陽離子基團(A)所構成，可具有式(I)所示結構：
ABn
式(I)
其中，A為、或；n為1或2；m為0、1、2、3、4、5、6、或7；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；k為3、4、5、6、7、或8；B為、或；i獨立為1、2、或3；以及，j為5、6、或7。本揭露所述離子液體由於利用特定的陰離子基團(B)搭配特定的陽離子基團(A)，除了具有離子液體的特性(高溶解能力、極低的蒸汽壓、高熱穩定性及電化學穩定性)外，並同時具有較高分子量、高親水性、生物相容性、低生物毒性、低製備成本以及高環境友善等優點。因此，可廣泛應用於有機合成、分離純化、或電化學等領域。
根據本揭露實施例，本揭露所述離子液體可以AB表示，其中A可為； B可為、或；m為0、1、2、3、4、5、6、或7； R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；i獨立為1、2、或3；以及，j為5、6、或7。
根據本揭露實施例，本揭露所述離子液體可以AB2
表示，其中A可為；B可為、或；k為3、4、5、6、7、或8；i獨立為1、2、或3；以及，j為5、6、或7。
根據本揭露實施例，本揭露提供一種提取液，可用於正滲透程序。該提取液可由本揭露所述離子液體所組成。此外，根據本揭露某些實施例，該提取液可包含水及本揭露所述離子液體，其中該提取液之離子液體含量可為5wt%至95wt%(例如10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%、85 wt%、90wt%、或95 wt%)，以該提取液總重為基準。根據本揭露實施例，該提取液之離子液體含量可為10wt%至70wt%。應注意的是，由於本揭露所述提取液可為一正滲透提取液，提取液的濃度並不限於特定範圍，只要提取液在該濃度下的滲透壓大於鹽水的滲透壓，即可發揮正滲透提取液的功效。一般而言，提取液和原料液之間的滲透壓差異越大，提取的效果越好，故以高濃度水溶液做為提取液會有較好的提取效果。然而，以成本的觀點考量，只要正滲透提取液在該濃度下的滲透壓大於原料液的滲透壓即可。由於本揭露所述離子液體其本身即為液態溶液，故可在100 wt%的濃度下直接做為提取液。然而，依據鹽水的滲透壓大小，也可任意調配具有不同離子液體濃度的水溶作為提取液。本揭露所述離子液體雖具有較大的分子量，但其黏度低，因此可配製為高濃度溶液，進而使得配製而成的提取液具有高滲透壓。
根據本揭露實施例，用於該提取液的離子液體可為
，其中m為0、1、或2；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；以及， j為5、6、或7。根據本揭露實施例，用於該提取液的離子液體可為
，其中m為5、6、或7；R1
及R2
獨立為甲基、或乙基；以及，i獨立為1、2、或3。根據本揭露實施例，用於該提取液的離子液體可為
，其中k為3、4、5、6、7、或8；以及，i獨立為1、2、或3。在此，上述離子液體可在室溫下與水混合形成均相的水溶液，且該水溶液具有高滲透壓、高導電性、及溫敏性相變性質(thermosensitive phase transition behavior )，非常適合用來製備正滲透程序(forward osmosis process)所使用之提取液(draw solution)。
根據本揭露實施例，本揭露亦提供一種正滲透程序，其中該正滲透程序所使用的提取液包含本揭露所述離子液體。該正滲透程序包括提供一正滲透系統100(如第1圖所示)，該正滲透系統100包含一半透膜11，以分隔一進水槽13與一提取液槽15。接著，將鹽水(brine)17置入進水槽13中，並將一提取液19置入提取液槽15。由於鹽水17之滲透壓低於提取液19之滲透壓，使鹽水中的純水21滲透穿過半透膜11，進入提取液槽15與提取液19混合形成一稀釋提取液(diluted draw solution)。當稀釋提取液達到一預先決定的含水量時，將稀釋提取液自該提取液槽取出(例如將部份稀釋提取液由提取液槽轉移至一處理槽)。接著，對該稀釋提取液進行一溫度控制處理(例如升溫處理、或降溫處理)，使該稀釋提取液分層成一水層與一離子液體層。根據本揭露實施例，該稀釋提取液之預先決定的含水量可為30wt%至90wt%(例如30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%、85 wt%、或90wt%)。
由於本揭露用於提取液的離子液體係為溫感反應化合物(thermoresponsive polymers)(即該離子液體具有高臨界溶解溫度(upper critical solution temperature，UCST)或低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature，LCST))，其特性係在臨界溶解溫度(critical solution temperature)之上(或之下)完全易溶(completely miscible))，因此可利用調整稀釋提取液的溫度使其低於該高臨界溶解溫度(或高於該低臨界溶解溫度)，使離子液體產生內部結構變化(conformational change)並因聚集作用降低與水之間的親和性，進而使稀釋提取液產生相分離(形成水層與離子液體層)(液-液分離)，如此一來，可達到回收提取液與產生純水的目的。
根據本揭露實施例，該正滲透程序在對該稀釋提取液進行該溫度控制處理(即該稀釋提取液形成水層與離子液體層)後，可更包含將該離子液體層再導入該提取液槽進行循環使用，以達重複使用離子液體的效果。根據本揭露實施例，將鹽水導入進水槽的方式可為連續式導入，以維持進水槽13中的鹽水滲透壓濃度維持恆定。如此一來，自鹽水提取的純水21滲透至提取液槽15後，不會導致進水槽13中鹽水17的濃度與滲透壓增加，避免降低純水21滲透至提取液槽15的通量。根據本揭露實施例，本揭露所述”鹽水”應理解為天然或工業來源的鹼金屬及/或鹼土金屬鹽水溶液。舉例來說，鹽水可為廢水，其來源可為工廠、住家、或實驗室。此外，根據本揭露實施例，鹽水可為海水。
根據本揭露實施例，該溫度控制處理可為一降溫處理。換言之，在進行該溫度控制處理時，該稀釋提取液的溫度可被降低至室溫以下，以使稀釋提取液產生相分離。在此，用於提取液的離子液體可為具有高臨界溶解溫度(upper critical solution temperature，UCST)的離子液體，例如
。在此，含有上述離子液體的水溶液在10℃至35℃的温度以下可具有高臨界溶解溫度(upper critical solution temperature、UCST)相變。
根據本揭露實施例，該溫度控制處理係可為一升溫處理。換言之，在進行該溫度控制處理時，該稀釋提取液的溫度可被昇溫至室溫以上，以使稀釋提取液產生相分離。在此，用於提取液的離子液體為、或。此外，當離子液體為時，含有上述離子液體的水溶液在43℃至60℃的温度以下可具有低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature、LCST)相變；以及，當離子液體為時，含有上述離子液體的水溶液在65℃至75℃的温度以上可具有低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature、LCST)相變。
根據本揭露實施例，藉由使用包含本揭露所述離子液體的提取液，本揭露所述正滲透程序可具有高通量、低耗能、低薄膜阻塞率、及低溶質逆擴散等優點，可大幅提升脫鹽穩定性與降低成本。
為了讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖示，作詳細說明如下：
實施例1：
首先，依下列步驟合成(2-羥乙基)辛基二乙基溴化銨((2-hydroxyethyl)octyldiethylammonium bromide，結構為
) (以下簡稱[Ch228][Br])：
將52克(2-羥乙基)二乙胺((2-hydroxyethyl)diethylamine) (0.44mole)、85克(1-octylbromide)(0.44 mole) 、以及150毫升乙腈(acetonitrile)加入一反應瓶，並在80℃下將所得混合物攪拌24小時。降溫至室溫後，將所得產物緩慢滴入1.5L乙醚(diethyl ether)，可觀察到白色固體析出。進行過濾後，對所得之濾餅進行烘乾，得到(2-羥乙基)辛基二乙基溴化銨([Ch228][Br])。
接著，利用離子交換樹脂將[Ch228][Br] 轉換成(2-羥乙基)辛基二乙基氫氧化銨((2-hydroxyethyl)octyldiethyl ammonium hydroxide，結構為
) (以下簡稱[Ch228][OH])。接著，將82.8克 [Ch228][OH] (0.335 mol)、108克二(2-乙基己基)磷酸酯(di(2-ethylhexyl) phosphate)(0.335 mmol)以及500ml水/乙醇混合液(水與乙醇的體積比為1:1)加入一反應瓶中，並於室溫下攪拌12小時。接著，以200毫升二氯甲烷(dichloromethane)對所得溶液進行萃取，並收集有機層。待除水並濃縮後，得到產物離子液體(I)(結構為，以下簡稱[Ch228][DEHP]。利用核磁共振光譜分析[Ch228][DEHP]，結果如下：1
H-NMR (500MHz in D2
O): 0.71~0.82(m, 9H,CH3
-)、1.09~1.29(m,26H,-CH2
-)、1.31(m, 2H,-CH-)、1.52(br, 2H,N+
CH2
CH2
-)、 3.09(br, 2H,N+
CH2
CH2
-)、3.23(m, 6H, N+
CH2
)、3.46(t, 4H,-OCH2
)、3.85(t, 2H,-CH2
OH)。
將離子液體[Ch228][DEHP]與水以不同重量比混合後，靜置於室溫下一段時間，觀察是否產生相分離，並記錄其臨界溶解溫度，結果如第2圖所。由實驗結果可得知離子液體[Ch228][DEHP]為具有低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature，LCST)的離子液體。由第2圖可知，當離子液體[Ch228][DEHP]的含量在10wt%至50wt%時(以水溶液總重為基準)，該水溶液在43℃至60℃的温度以上具有低臨界溶解溫度(LCST)相變，此時水與離子液體產生相分離(液-液分離)。
使用滲透壓儀器(OSMOMAT 030, GONOTEC)量測具有不同離子液體含量的水溶液之滲透壓，結果如表1所示。水溶液之滲透壓採用冰點下降法進行分析，原理為使用急速降溫冷凍法測定凝固點溫度。當1莫耳溶質(如離子液體)可使1公斤水之凝固點下降1.86℃，則此溶質之滲透壓定義為1 Osmol/kg。由表1可知，當含有離子液體[Ch228][DEHP]的水溶液的[Ch228][DEHP]濃度為30wt%時，滲透壓可約為0.9 Osmol/kg。此外，含有高濃度之離子液體[Ch228][DEHP]的混合液其滲透壓已超出儀器可偵測範圍，因此以含有20-30wt%之離子液體[Ch228][DEHP]之混合液的滲透壓之實測值所得關係式，進一步推估含有40wt%之離子液體[Ch228][DEHP]的混合液其滲透壓，如表1所示。實驗結果顯示含有40wt%離子液體[Ch228][DEHP]之混合液的滲透壓已大於海水之滲透壓，可用作海水脫鹽的提取液使用。
表1
*海水滲透壓 (0.6 M NaCl)為1.2 Osmol/kg
| [Ch228] [DEHP]濃度 | 20% | 25wt% | 30wt% |
| 滲透壓(Osmol/kg) | 0.279 | 0.502 | 0.882 |
含有不同濃度之離子液體[Ch228][DEHP]的水溶液，其離子液體濃度與導電度之關係如第3圖所示。含高濃度離子液體[Ch228][DEHP]之水溶液其初始導電度約為0.1 mS/cm，然而隨著水含量增加而導電度上升。這是因為離子液體富集相(ionic liquid-rich)屬於離子對(ion pair)型式存在，隨著水含量增加會降低自身聚集現象，形成獨立存在的陰/陽離子。藉由離子液體這樣的特性，可穩定操作並有效提昇正滲透的水通量。
使用自組裝式實驗室級設備，正滲透模組為平板式，流道設計為雙通道內循環式，使用Dow-filmtec公司生產之薄膜( TW30-1812)，薄膜有效面積為64 cm2
，使用泵浦輸送進水端及提取液端溶液，掃流速率為25 cm/s，記錄不同時間點的進水槽與提取液槽重量，再藉由重量變化、薄膜面積與實驗時間求出水通量，如第4圖所示。將離子液體[Ch228][DEHP]輸送至提取液槽，將純水(DI water)輸送至進水槽。在實驗初期，導電度與水通量隨時間增加。穩定操作5小時後，水通量仍維持一定(平均通量為0.64LMH)。
實施例2：
首先，依下列步驟合成1,8-辛烷二基-雙((2-羥乙基)二乙基溴化銨 (1,8-octanediyl-bis((2-hydroxyethyl)diethylammonium) dibromide)，結構為
) (以下簡稱[DCh8-22][Br2
])：
將52克(2-羥乙基)二乙胺((2-hydroxyethyl)diethylamine) (0.44mole)、60克1,8-二溴辛烷(1,8-dibromooctane)(0.22mole)、以及100毫升乙腈(acetonitrile)加入一反應瓶，並在80℃下將所得混合物攪拌24小時。降溫至室溫後，將所得產物緩慢滴入1.5L乙醚(diethyl ether)，可觀察到白色固體析出。進行過濾後，對所得之濾餅進行烘乾，得到1,8-辛烷二基-雙((2-羥乙基)二乙基溴化銨([DCh8-22][Br2
])。
接著，利用離子交換樹脂將[DCh8-22][Br2
]轉換成(2-羥乙基)辛基二乙基氫氧化銨((2-hydroxyethyl)octyldiethyl ammonium hydroxide，結構為
)(以下簡稱[DCh8-22][OH2
])。接著，將45.25克 [DCh8-22][OH2
] (0.15 mol)、96.73克二(2-乙基己基)磷酸酯(di(2-ethylhexyl) phosphate)(0.3 mmol)以及500ml水/乙醇混合液(水與乙醇的體積比為1:1)加入一反應瓶中，並於室溫下攪拌12小時。接著，以200毫升二氯甲烷(dichloromethane)對所得溶液進行萃取，並收集有機層。待除水並濃縮後，得到產物離子液體(II)(結構為
，以下簡稱[DCh8-22][DEHP]。利用核磁共振光譜分析[DCh8-22][DEHP]，結果如下：1
H-NMR (500MHz in D2
O): 0.71~0.80(m, 24H,CH3
-)、1.09~1.29(m,24H,-CH2
-)、1.36(m, 4H,-CH-)、1.54(br,4H,N+
CH2
CH2
-)、3.50(br, 4H,N+
CH2
CH2
-)、3.31(m,12H, N+
CH2
-)、3.55(dd, 4H,-OCH2
)、3.85(t,4H,-CH2
OH)。
將離子液體[DCh8-22][DEHP]與水以不同重量比混合後，靜置於室溫下一段時間，觀察是否產生相分離，並記錄其臨界溶解溫度，結果如表2所示。由實驗結果可得知離子液體[DCh8-22][DEHP]為具有低臨界溶解溫度(lower critical solution temperature，LCST)的離子液體。當離子液體[DCh8-22][DEHP]的含量在10wt%至30wt%時(以水溶液總重為基準)，該水溶液在67℃至74℃的温度以上具有低臨界溶解溫度(LCST)相變，此時水與離子液體產生相分離(液-液分離)。
表2
| [DCh8-22][DEHP]濃度 | |||
| 10wt% | 20wt% | 30wt% | |
| 臨界溶解溫度 | 71℃ | 67℃ | 74℃ |
實施例3：
將100克膽鹼(choline hydroxide)水溶液(46 wt%，溶於水中)(膽鹼為0.38mole)加入一反應瓶中。接著，將74.42克壬二酸(nonanedioic acid)緩慢加入反應瓶中。在室溫下反應24小時後，以200毫升二氯甲烷(dichloromethane)對所得溶液進行萃取，並收集有機層。待除水並濃縮後，得到產物離子液體(III)(結構為
，以下簡稱[Ch][Aze]。利用核磁共振光譜分析[Ch][Aze]，結果如下：1
H-NMR (500MHz in D2
O): 1.17(m,6H,-CH2
-)、1.41(m,4H,-CH2
-)、2.10(t,4H,-
OOCCH2
-)、3.03(s, 9H,N+
CH3
)、 3.35(t,2H,N+
CH2
CH2
-)、3.90(m,2H, -CH2
OH)。
將離子液體[Ch][Aze]與水以不同重量比混合後，靜置於室溫下一段時間，觀察是否產生相分離，並記錄其臨界溶解溫度，結果如第5圖所。由實驗結果可得知離子液體[Ch][Aze]為具有高臨界溶解溫度(upper critical solution temperature，UCST)的離子液體。由第5圖可知，當離子液體[Ch228][DEHP]的含量在5wt%至50wt%時(以水溶液重總為基準)，該水溶液在10℃至35℃的温度以下具有高臨界溶解溫度(UCST)相變，此時水與離子液體產生相分離(液-液分離)。
使用滲透壓儀器(OSMOMAT 030, GONOTEC)量測具有不同離子液體含量的水溶液之滲透壓，結果如表3所示。
表3
*海水滲透壓 (0.6 M NaCl)為1.2 Osmol/kg
| [Ch][Aze] 濃度 | 30wt% | 40wt% | 50wt% | 60wt% | 70wt% |
| 滲透壓 (Osmol/kg) | 2.7 | 4.2 | 6.2 | 9.4 | 14.5 |
由表3可得知，當水溶液含有30 wt%-70wt%離子液體[Ch][Aze]時，該水溶液的滲透壓為海水之滲透壓的2-15倍。因此，含有離子液體[Ch][Aze]的水溶液確實具有高滲透壓之特性，適合作為正滲透提取液。
含有不同濃度之離子液體[Ch][Aze]的水溶液，其離子液體濃度與導電度之關係如第6圖所示。含高濃度離子液體[Ch][Aze]之水溶液其初始導電度約為1.1 mS/cm，然而隨著水含量增加而導電度上升。這是因為離子液體富集相(ionic liquid-rich)屬於離子對(ion pair)型式存在，隨著水含量增加會降低自身聚集現象，形成獨立存在的陰/陽離子。藉由離子液體這樣的特性，可穩定操作並有效提昇正滲透的水通量。
使用自組裝式實驗室級設備，正滲透模組為平板式，流道設計為雙通道內循環式，使用Dow-filmtec公司生產之薄膜( TW30-1812)，薄膜有效面積為64 cm2
，使用泵浦輸送進水端及提取液端溶液，掃流速率為25 cm/s，記錄不同時間點的進水槽與提取液槽重量，再藉由重量變化、薄膜面積與實驗時間求出水通量，如第7圖所示。將離子液體[Ch][Aze]輸送至提取液槽，將純水(DI water)輸送至進水槽。在實驗初期，導電度與水通量隨時間增加。穩定操作5小時後，水通量與導電度仍維持一定(平均通量為3LMH以上)。
雖然本揭露已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11:半透膜
13:進水端
15:提取液端
17:鹽水
19:離子液體
21:純水
100:正滲透系統
第1圖係本揭露一實施例中，正滲透程序的示意圖。
第2圖係實施例1含有離子液體之水溶液其相分離溫度與離子液體濃度的關係圖。
第3圖係實施例1含有離子液體之水溶液其導電度與離子液體濃度的關係圖。
第4圖係進水槽與提取液槽之重量變化(水通量)與提取液槽(使用實施例1之離子液體)之導電度與時間的關係圖。
第5圖係實施例3含有離子液體之水溶液其相分離溫度與離子液體濃度的關係圖。
第6圖係實施例3含有離子液體之水溶液其導電度與離子液體濃度的關係圖。
第7圖係進水槽與提取液槽之重量變化(水通量)與提取液槽(使用實施例3之離子液體)之導電度與時間的關係圖。
11:半透膜
13:進水端
15:提取液端
17:鹽水
19:離子液體
21:純水
100:正滲透系統
Claims (14)
- 一種離子液體，具有式(I)所示結構：ABn式(I)其中，A為；n為1；m為0、1、或2；R1及R2獨立為甲基、或乙基；B為
；以及，j為5、6、或7。
- 如申請專利範圍第1項所述之離子液體，其中該離子液體為。
- 一種正滲透程序，包含：以一半透膜分隔一提取液槽與一進水槽；將一提取液導入該提取液槽，其中該提取液包含一離子液體，其中該離子液體具有式(I)所示結構：ABn式(I) 其中，A為、或
；n為1或2；m為0、或1至7之整數；R1及R2獨立為甲基、或乙基；k為3至8之整數；B為
、或
；i獨立為1、2、或3；以及，j為5、6、或7；將一鹽水導入一進水槽，且該鹽水之滲透壓低於該離子液體之滲透壓，使得該鹽水中的水滲透穿過該半透膜進入該提取液中，得到一稀釋提取液(diluted draw solution)；自該提取液槽取出該稀釋提取液；以及對該稀釋提取液進行一溫度控制處理(temperature control treatment)，使該稀釋提取液分層成一水層與一離子液體層。
- 如申請專利範圍第3項所述之正滲透程序，其中該提取液包含水及該離子液體。
- 如申請專利範圍第4項所述之正滲透程序，其中該提取液之離子液體含量為10wt%至70wt%，以該提取液總重為基準。
- 如申請專利範圍第3項所述之正滲透程序，其中該溫度控制處理係為一降溫處理。
- 如申請專利範圍第6項所述之正滲透程序，其中該離子液體為。
- 如申請專利範圍第7項所述之正滲透程序，其中該稀釋提取液在10℃至35℃的溫度以下具有高臨界溶解溫度(UCST)相變。
- 如申請專利範圍第3項所述之正滲透程序，其中該溫度控制處理(temperature control treatment)係為一升溫處理。
- 如申請專利範圍第9項所述正滲透程序，其中該離子液體為。
- 如申請專利範圍第10項所述之正滲透程序，其中該稀釋提取液在43℃至60℃的溫度以上具有低臨界溶解溫度(LCST)相變。
- 如申請專利範圍第9項所述之正滲透程序，其中該離子液體為
- 如申請專利範圍第12項所述之正滲透程序，其中該稀釋提取液在65℃至75℃的溫度以上具有低臨界溶解溫度(LCST)相變。
- 如申請專利範圍第3項所述之正滲透程序，在對該稀釋提取液進行該溫度控制處理(temperature control treatment)後，更包含將該離子液體層導入該提取液槽。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |