离子液体预处理生物质中液液相平衡的实验与理论研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51606147
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0606.热物性与热物理测试技术
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In the process of manufacturing second-generation bioethanol from biomass, the product yields can be effectively improved by pretreatment of biomass using ionic liquid (IL) with polar aprotic solvent. Due to its high cost, it is necessary to recycle and reuse IL to make the process more economical. The IL-based aqueous biphasic system (ABS) in the presence of solvent will be formed using inorganic salt to recover IL. However, the separation and recovery process of IL cannot be conducted without the reliable phase equilibrium data. In this proposal, experimental and theoretical study on the liquid-liquid equilibrium (LLE) for this quaternary system will be conducted. In experimental study, a new LLE apparatus will be developed with a temperature range from 293.15 to 353.15 K and normal pressure. LLE data will be obtained as well as the physicochemical properties (e.g. viscosity, density and pH) of the IL-based ABS; the microscopic images and spectrograms will be acquired. The factors influenced the phase behavior will be analyzed from the macroscopic and microscopic identification studies. Therefore, optimum conditions will be identified to make the recovery process as efficient as possible. In theoretical study, based on the experimental studies, the e-NRTL model will be modified for the application to quaternary system containing IL. This fundamental study will present the LLE data for the recovery process of IL as well as the theoretical foundation for the phase behavior in the ABS.
在第二代生物乙醇制备中,利用离子液体混合非质子极性溶剂预处理生物质,可有效提高产率。为了降低离子液体带来的高成本,采用无机盐与含溶剂离子液体形成双水相体系的方法,对离子液体进行分离回收。准确、可靠的相平衡数据是开展离子液体回收利用理论研究和工程实践的基础。本项目将围绕四元双水相体系的液液相平衡展开实验和理论方面的研究。实验方面,研制一套新的液液相平衡实验系统(测量压力:常压,温度范围:293.15-353.15 K),宏观上获得四元相平衡的实验数据及相平衡体系中各相的物理化学性质(如黏度、密度、pH值等),微观上获得各相的显微图及谱图;从宏观和微观上分析各因素对相行为的影响规律,进而优化反应条件,提高离子液体的回收率。理论方面,基于实验数据及微观分析,修正e-NRTL模型以适用于含离子液体的四元体系。本项目的开展为离子液体的回收利用提供基础的相平衡数据,为四元体系相行为的理解提供理论指导。

结项摘要

离子液体被视为新型的绿色溶剂,在生物能源、有机合成、材料制备、催化与分离等领域得到了广泛的研究。本项目主要的研究内容及结果如下:(1)建立了三元体系相平衡分子热力学模型,混合物中含有缔合作用成分及溶剂化作用成分,即形成配位化合物,利用模型计算了氮气在丙酮和氯仿混合物的溶解度,考虑亨利常数的不确定性,计算值与实验数值的平均相对偏差为3.35%,吻合良好;(2)改进了毛细管黏度计,借助红外光谱仪,从宏观和微观上,研究了溶剂对降低离子液体黏度的影响规律;(3)基于收集的166种离子液体热物性数据,建立了基于修正的自由体积理论的离子液体黏度模型,最大偏差在4.01%内、相对偏差的绝对平均值在1.54%内;(4)在实验室条件下,制备38-46%的浓盐酸,并利用浓盐酸对生物质进行处理,效果理想。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of organic solvents on lowering the viscosity of 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride
有机溶剂对降低1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓粘度的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jct.2017.07.016
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Journal of Chemical Thermodynamics
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Yang Fuxin;Ma Qian;Wang Xiaopo;Liu Zhigang
  • 通讯作者:
    Liu Zhigang
Influence of Aprotic Cosolvents on the Thermophysical Properties of Imidazolium-Based Ionic Liquid
非质子共溶剂对咪唑鎓基离子液体热物理性质的影响
  • DOI:
    10.1021/acs.jced.7b00002
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Journal of Chemical and Engineering Data
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Fuxin;Ma Qian;Wang Xiaopo;Liu Zhigang
  • 通讯作者:
    Liu Zhigang
Improvement of the properties of 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate using organic solvents for biofuel process
使用有机溶剂改善生物燃料工艺中 1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐的性能
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2019.03.144
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Yang Fuxin;Wang Xiaopo;Chen Qiang;Tan Houzhang
  • 通讯作者:
    Tan Houzhang
Experimental investigations on the thermophysical properties of methyl myristate in alcoholic solutions
肉豆蔻酸甲酯在醇溶液中热物理性质的实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2017.10.122
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Yang Fuxin;Wang Xiaopo;Tan Houzhang;He Siyuan;Liu Zhigang
  • 通讯作者:
    Liu Zhigang
气体在混合溶液中溶解度的分子热力学计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨富鑫;王晓坡;陈强;谭厚章
  • 通讯作者:
    谭厚章

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其他文献

超低排放燃煤电厂颗粒物脱除特性
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201805184
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    2018
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阮仁晖;谭厚章;段钰锋;杜勇乐;刘鹤欣;萧嘉繁;杨富鑫;杨富鑫
  • 通讯作者:
    杨富鑫
落体法流体高压液相黏度实验系统
  • DOI:
    --
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    杨富鑫
1000 MW机组锅炉余热利用方案对比
  • DOI:
    10.13226/j.issn.1006-6772.2017.06.023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    洁净煤技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨富鑫;谭厚章;张俊杰;靖长财;董琨;王顺森
  • 通讯作者:
    王顺森
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    10.19666/j.rlfd.202108161
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    热力发电
  • 影响因子:
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  • 作者:
    谭厚章;杨富鑫;阮仁晖;王学斌;杨祖旺;郑海国
  • 通讯作者:
    郑海国

其他文献

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离子液体型吸收式制冷工质对的热物理性质研究
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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