離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成的室溫熔融鹽。因
為其具有蒸氣壓低、熱穩(wěn)定性好、溶解范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種可以
替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的“綠色”溶劑。目前，離子液體對(duì)環(huán)境影響的研究主
要集中在離子液體對(duì)不同生物體系毒性的影響，對(duì)離子液體生物降解性方
面的研究較少。本文選取了5種常見(jiàn)的咪唑類離子液體以及3種吡啶類離
子液體作為研究對(duì)象，采用活性污泥法和光催化法研究這些離子液體的降
解性。主要研究?jī)?nèi)容包括以下3部分：
(1)研究了五種咪唑類離子液體的生物降解性，包括卜丁基-3-甲基
咪唑氯鹽，卜丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，卜丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸
鹽，卜己基-3-甲基咪唑氯鹽和卜辛基一3一甲基咪唑氯鹽。主要研究了馴
化時(shí)間、離子液體濃度、側(cè)鏈長(zhǎng)度及陰離子對(duì)離子液體生物降解性的影響，
并且分析了甲基丁基咪唑陽(yáng)離子可能的降解產(chǎn)物及降解途徑。其中卜丁
基-3-甲基咪唑氯鹽，卜丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和卜丁基-3-甲基咪
唑六氟磷酸鹽可以部分降解，降解速率依次升高；而卜己基-3-甲基咪唑
氯鹽和卜辛基一3一甲基咪唑氯鹽不易被生物降解。
(2)研究了三種烷基吡啶類離子液體的生物降解性，包括N-丁基吡啶
氯鹽，N一己基吡啶氯鹽和N一辛基吡啶氯鹽。采用HPLC—MS方法測(cè)定了降解
北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文
產(chǎn)物陽(yáng)離子。研究表明，N-丁基吡啶氯鹽較N一己基吡啶氯鹽更易降解，而
N一辛基吡啶氯鹽不易生物降解。N一丁基吡啶氯鹽和N一己基吡啶氯鹽的降解
過(guò)程符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。吡啶陽(yáng)離子的降解過(guò)程包括烷基末端碳鏈的氧
化以及吡啶環(huán)的開(kāi)環(huán)氧化過(guò)程，中間產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為NH4+，CO：和H：0。N一
丁基吡啶氯鹽初始濃度為300 mg／L時(shí)，降解24小時(shí)COD去除率可達(dá)92．5％。
(3)采用p25納米TiO。光催化與生物降解相結(jié)合的方法，考察了三種1，
3一二烷基咪唑氯型離子液體的降解過(guò)程，并用HPLC—MS方法鑒定了光催化
降解的碎片和可能的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：在相同條件下，三種離子液體光催
化降解的速率次序?yàn)椴范』?3-甲基咪唑氯鹽[BMIM]C1>卜己基一3一甲基
咪唑氯鹽[HMIM]C1≈1-辛基3一甲基咪唑氯鹽[OMIM]C1。[BMIM]C1的光催
化降解過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，最佳催化劑用量為0．5 g／L。HPLC—MS
分析表明，光催化降解是咪唑開(kāi)環(huán)氧化的過(guò)程，生成眾多部分氧化碎片。
離子液體水溶液的光催化預(yù)處理有利于提高其后續(xù)的活性污泥生物降解
性能。