[发明专利]一种负自由基离子液体及自组装离子分离法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及纳米科学与技术领域，主要是一种负自由基离子液体及自组装离子分离法。

背景技术

自工业化以来，给人类带来了物质文明和精神文明，但也给人类带来三大治理问题，即为水、空气和土壤污染。这关系到人类生存安全问题和可持续发展问题。虽然，采用了很多处理方法，取得了一定效果，但没有从根本上改变，甚至越来越严重。在治理过程中，其核心技术是氧化技术。传统氧化剂不尽人意，并会带来二次污染。因此，自20世纪80年代以来，发展了高级氧化技术。高级氧化技术分化学方法和光化学方法。化学方法包括O₂/H₂O₂、H₂O₂/Fe²⁺(Fenton体系)、高PH(＞8.5)下的臭氧氧化技术；光化学方法包括O₃/uv、H₂O₂/uv、O₃/H₂O₂/uv、photo-fenton、类fenton体系、UV/TiO₂.其特点是在反应过程中能够产生羟基自由基()具有较高的氧化电位(+2.8V)，是非选择性氧化剂，在氧存在下，羟基自由基的进攻反应会引发一系列的复杂反应，导致有机物的分解和矿化。高级氧化技术是以产生羟基自由基为标志的，因此通过不同途径产生羟基自由基是当今国内外研究的热点。本发明为第三种方法，即为自组装-离子分离法，制取负自由基离子液体，即为。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足，而提供一种负自由基离子液体及自组装离子分离法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种负自由基离子液体，是由如下重量百分比的物质，即为吸附正离子材料为0.1-10％；强碱性电解质为0.5-50％；水为50-99.4％，是由强碱性电解质溶液通过自组装-离子分离法制备而成。

其中，吸附正离子材料，包括：1天然的硅酸盐；2合成材料，如二氧化硅、氢氧化铝；3有机硅，如聚二甲基硅氧烷；4特种纳米材料，如有机硅/无机硅纳米复合物。在上述四种类型材料中，以有机硅/无机硅纳米复合物为优选。因为，有机硅/无机硅纳米复合物，如x(RCoo)_nSi(O_4-n)/y(SiO₄)^4-，在一定工艺条件下，可以转化为xRCOOH和(x+y)Si(OH)₄，并且形成缔合分子。该缔合分子，既有类表面活性剂的特性，又有有机硅醇的特性。它对PH值非常敏感，在不同PH值中会形成不同结构和性质。在强碱性电解质溶液中，会中和反应形成盐和双电层，并能使吸附粒子表面有机化，由于疏水基团之间的相互作用，会形成不溶于水的凝聚体。

其中，强碱性电解质包括碱金属、碱土金属。碱金属是指周期表中的第I族元素，包括锂Li、钠Na、钾K等六种元素，其中以钠、钾、锂及其氧化物为优选。碱土金属是指周期表中第II族主族中钙Ca、钡Ba、锶Sv、镁Mg等六种元素，其中以钙、钡及其氧化物为优选。还包括工业生产中“三废”的上述氢氧化物。因为强碱性电解质、在一定浓度、一定温度条件下，在水介质中能够完全电离，并形成重复电离机理，通过氢键，与H₂O自组装成负自由基离子液体，即为，并能达到极限浓度。

其中，水，包括硬水和去离子水。其作用：1溶剂；2作为化合物参与其中化学反应；3分子扩散、离子迁移通道和自组装场所；4负自由基离子的载体。

上述物质是经过：1强碱性电解质预处理；2吸附正离子溶液的制备；3在自组装中分离；4分离负自由基离子液体；5重复制备负自由基离子液体；6精滤；7灌装等工序，由此制备而成负自由基离子液体，即为所述的制备步骤作如下详细说明。

1强碱性电解质预处理

强碱性电解质品种很多，有固体也有液体，还包括工业生产中的“三废”。采用不同强碱性电解质，其预处理方法也不尽相同。首先，通过溶液的过滤等方法，除去杂质。根据自组装-离子分离法的需要，预处理要达到以下要求：1溶剂：水为50-99.5％；2浓度：强碱性电解质为0.5-50％；3温度：室温至100摄氏度；4纯度：越高越好。

2吸附正离子溶液的制备

(1)有机硅/无机硅纳米复合物的转化

取有机硅/无机硅纳米复合物和水，分别加入到反应釜中，加热升温至50-100℃，致使有机硅/无机硅纳米复合物完全熔融、溶解，并使反应如下：