本發(fā)明涉及一種離子復(fù)合溶劑回收方法，尤其涉及一種離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑為溶劑進(jìn)行纖維素纖維制備過(guò)程中凝固浴的回收利用方法。

背景技術(shù)：

室溫離子液體與傳統(tǒng)溶劑相比，具有沸點(diǎn)高，不揮發(fā)，能在較寬的溫度范圍內(nèi)以液體存在，具有良好的熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)；而且可以通過(guò)選擇適宜的陰，陽(yáng)離子的組合而改變其物理化學(xué)性質(zhì)，是許多有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和高分子材料的良溶劑。離子液體座位一種綠色溶劑廣泛應(yīng)用于電化學(xué)、有機(jī)合成、催化和分離等領(lǐng)域，同時(shí)也是許多高分子聚合反應(yīng)和加工的良溶劑。但是，離子液體存在著熔點(diǎn)較高、粘度較大、成本較高等缺點(diǎn)，如何有效提高離子液體溶解纖維素的效率，并適度降低成本成為研究熱點(diǎn)。降低成本有兩個(gè)方法：1.在離子液體中加入成本較低的有機(jī)溶劑，組成復(fù)合溶劑；2.對(duì)離子液體進(jìn)行回收；為了實(shí)現(xiàn)離子液體和非質(zhì)子溶劑作為復(fù)合溶劑的工業(yè)化生產(chǎn)，離子液體和非質(zhì)子溶劑復(fù)合體系的回收再利用成為研究的重中之重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是現(xiàn)有用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法，易造成環(huán)境污染，且回收率低，不易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法，其特征在于，以離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑作為纖維素溶劑進(jìn)行濕紡紡絲后收集凝固浴，通過(guò)多道減壓蒸餾工序以及后吸附處理，實(shí)現(xiàn)離子液體與非質(zhì)子溶劑的同時(shí)回收。

優(yōu)選地，具體包括以下步驟：

步驟1)：將以離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合體系為溶劑的纖維素紡絲液紡絲后收集凝固浴，進(jìn)行過(guò)濾除雜，得到含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液；

步驟2)：對(duì)含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液進(jìn)行減壓蒸餾，除去大部分的水，得到含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑混合溶液；

步驟3)：在含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑混合溶液中加入共沸物進(jìn)行共沸減壓蒸餾，得到含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑混合溶液；

步驟4)：在含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑混合溶液中加入分子篩靜置，除去微量水，得到離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑。

優(yōu)選地，所述離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑中離子液體為1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([BMIM]Cl)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([EMIM]Ac)或1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯鹽([EMIM][DEP])；非質(zhì)子溶劑為二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)；離子液體與非質(zhì)子溶劑質(zhì)量比為20∶80～40∶60。

優(yōu)選地，所述步驟1)中過(guò)濾采用PP濾芯，過(guò)濾孔徑為0.5～10μm。

更優(yōu)選地，所述步驟2)中減壓蒸餾的壓力為0.5～1MPa，溫度為45～90℃，減壓蒸餾時(shí)間為120～180min。

更優(yōu)選地，所述步驟3)中的共沸物為甲苯、正丙醇、異丙醇禍異丁醇；其與離子液體的質(zhì)量比為1∶2～1∶5。

更優(yōu)選地，所述步驟3)中減壓蒸餾的壓力為0.8～1MPa，溫度為80～90℃，減壓蒸餾時(shí)間為60～120min。

更優(yōu)選地，所述步驟4)中分子篩的加入量為混合溶液質(zhì)量的1～2倍；分子篩處理溫度為20～40℃，處理時(shí)間為24～48h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的離子液體/非質(zhì)子溶劑有機(jī)溶劑的回收方法，不僅減少了環(huán)境污染，而且提高了離子液體/非質(zhì)子溶劑有機(jī)溶劑的回收率，回收溶劑含水率為，回用次數(shù)可達(dá)8-9次，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以?xún)?yōu)選實(shí)施例，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

實(shí)施例1

一種用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法：

將以20％[EMIM]Ac/80％DMSO復(fù)合體系為溶劑的纖維素紡絲液紡絲后收集凝固浴，采用PP濾芯進(jìn)行過(guò)濾除雜，PP濾芯的過(guò)濾孔徑為0.5μm，得到含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液I，在0.5MPa、45℃下，減壓蒸餾時(shí)間為120min，除去大部分的水后得到含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液II；在混合溶液II中加入甲苯進(jìn)行共沸減壓蒸餾，壓力為0.8MPa，溫度為80℃，減壓蒸餾時(shí)間為60min，甲苯質(zhì)量為[EMIM]Ac質(zhì)量為1/2，除去少量水后得到含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液III；在混合溶液III中加入適量分子篩靜置，分子篩質(zhì)量為混合溶液III質(zhì)量的2倍，在20℃處理48h除去微量水，得到離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑，最終含水率為0.33％。

實(shí)施例2

一種用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法：

將以25％[BMIM]Cl/75％DMSO復(fù)合體系為溶劑的纖維素紡絲液紡絲后收集凝固浴，采用PP濾芯進(jìn)行過(guò)濾除雜，PP濾芯的過(guò)濾孔徑為1.8μm，得到含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液I，在0.8MPa、60℃下，減壓蒸餾時(shí)間為150min，除去大部分的水后得到含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液II；在混合溶液II中加入正丙醇進(jìn)行共沸減壓蒸餾，壓力為0.9MPa，溫度為90℃，減壓蒸餾時(shí)間為100min，正丙醇質(zhì)量為[EMIM]Ac質(zhì)量為1/4，除去少量水后得到含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液III；在混合溶液III中加入適量分子篩靜置，分子篩質(zhì)量為混合溶液III質(zhì)量的1.5倍，在30℃處理36h除去微量水，得到離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑，最終含水率為0.45％。

實(shí)施例3

一種用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法：

將以30％[EMIM]Ac/70％DMAC復(fù)合體系為溶劑的纖維素紡絲液紡絲后收集凝固浴，采用PP濾芯進(jìn)行過(guò)濾除雜，PP濾芯的過(guò)濾孔徑為3μm，得到含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液I，在0.9MPa、80℃下，減壓蒸餾時(shí)間為180min，除去大部分的水后得到含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液II；在混合溶液II中加入異丙醇進(jìn)行共沸減壓蒸餾，壓力為1MPa，溫度為85℃，減壓蒸餾時(shí)間為120min，異丙醇質(zhì)量為[EMIM]Ac質(zhì)量為1/5，除去少量水后得到含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液III；在混合溶液III中加入適量分子篩靜置，分子篩質(zhì)量為混合溶液III質(zhì)量的1.2倍，在40℃處理24h除去微量水，得到離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑，最終含水率為0.38％。

實(shí)施例4

一種用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法：

將以35％[EMIM]Ac/65％DMAC復(fù)合體系為溶劑的纖維素紡絲液紡絲后收集凝固浴，采用PP濾芯進(jìn)行過(guò)濾除雜，PP濾芯的過(guò)濾孔徑為5μm，得到含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液I，在0.6MPa、90℃下，減壓蒸餾時(shí)間為120min，除去大部分的水后得到含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液II；在混合溶液II中加入異丙醇進(jìn)行共沸減壓蒸餾，壓力為0.85MPa，溫度為80℃，減壓蒸餾時(shí)間為80min，異丙醇質(zhì)量為[EMIM]Ac質(zhì)量為1/3，除去少量水后得到含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液III；在混合溶液III中加入適量分子篩靜置，分子篩質(zhì)量等于混合溶液III的質(zhì)量，在40℃處理20h除去微量水，得到離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑，最終含水率為0.29％。

實(shí)施例5

一種用于纖維素紡絲的離子復(fù)合溶劑回收方法：

將以40％[AMIM]Cl/60％NMP復(fù)合體系為溶劑的纖維素紡絲液紡絲后收集凝固浴，采用PP濾芯進(jìn)行過(guò)濾除雜，PP濾芯的過(guò)濾孔徑為10μm，得到含有大量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液I，在0.7MPa、70℃下，減壓蒸餾時(shí)間為140min，除去大部分的水后得到含有少量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液II；在混合溶液II中加入異丙醇進(jìn)行共沸減壓蒸餾，壓力為0.8MPa，溫度為85℃，減壓蒸餾時(shí)間為100min，異丙醇質(zhì)量為[EMIM]Ac質(zhì)量為1/4，除去少量水后得到含有微量水的離子液體/非質(zhì)子溶劑的混合溶液III；在混合溶液III中加入適量分子篩靜置，分子篩質(zhì)量等于混合溶液III質(zhì)量的1.8倍，在20℃處理40h除去微量水，得到離子液體/非質(zhì)子溶劑復(fù)合溶劑，最終含水率為0.32％。