含乙基甲基咪唑磷酸二甲酯的三元新工质研究

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在能源紧张和环境问题突出的今天,利用太阳能和工业废热的吸收式制冷技术方兴未艾,而目前工业上广泛应用的吸收式制冷工质对氨-水溶液和溴化锂-水溶液的先天缺陷(冷剂氨有毒、易爆、与吸收剂水的沸点差较小;溴化锂-水溶液易结晶、对设备腐蚀、无法获得0℃以下的低温)制约着制冷技术的发展,所以寻找适应范围广,效率高的新工质对成为吸收式制冷技术的发展方向。离子液体具有蒸汽压近似等于零、可设计性(通过改变阴阳离子)、较低的腐蚀性、对许多极性和非极性物质均有良好的溶解性、热力学性质稳定、在200℃以下仍能稳定以液体形式存在等特性,使其有成为吸收式制冷新型工质的潜能。本文提出将离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯([EMIM][DMP])+醇类+水的三元混合溶液作为吸收式制冷机的新型工质,对其热力学性质进行了实验研究和数据关联。采用沸点仪法测量离子液体[EMIM][DMP]+甲醇/乙醇+水所组成的二个三元体系不同浓度和温度下的汽液相平衡实验数据,结果表明两体系均对Raoult定律呈负偏差。并采用NRTL模型对本实验两个三元体系汽液相平衡进行预测,实验值与预测值的平均相对误差分别为3.09%,3.89%。采用绝热量热法测量了温度为298.15K时,[EMIM][DMP]分别与水/乙醇/甲醇所组成的三个三元体系的混合热,结果显示三个体系均为放热过程。实验结果采用Nagata-Tamura和Cibulka提出的多元方程进行拟合,用NRTL和UNIQUAC方程预测,得到了超额混合焓与组成之间的关系。采用绝热量热法测量了[EMIM][DMP]+甲醇乙醇/+水组成的二个三元体系在常压、温度范围为298.15K-323.15K、不同浓度下的比热容。本文还对实验数据进行拟合,得到定压比热容与组成、温度之间的关系,结果显示比热容与温度大体呈线性关系,随着温度的升高而增大。
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