离子液体选择性提取煤基沥青烯的基础研究

煤基沥青烯是先进功能碳材料的优质前驱体，但其结构复杂，性能多变，需要进行改质处理以实现对其结构的调控，达到高性能碳材料的制备要求。本项目以离子液体为溶剂，通过对离子液体的阴阳离子组成、几何构型和空间结构进行调控，实现对煤基沥青烯的选择性提取，达到控制沥青烯组分和性能的目的，并系统研究离子液体与煤基沥青烯体系中功能基团与氢键的关系。通过对提取物的微结构、芳香环团簇、聚合芳环数、杂原子（O、S、N）基团、芳碳率等的研究，获得煤基沥青烯在离子液体中的提取规律、离子液体与沥青烯之间的作用机制、离子液体择性性能对杂原子的抑制机理等基础性问题。为离子液体选择性提取煤基沥青烯提供理论基础和科学依据。本研究有望开辟一条煤基沥青烯提取的新方法，实现对沥青烯组分的调控。

煤基沥青烯是先进功能碳材料的优质前驱体，但其结构复杂，需要进行改质处理以实现对其结构的调控，达到高性能碳材料的制备要求。本项目以离子液体为溶剂，通过对离子液体的阴阳离子组成、几何构型和空间结构进行调控，实现对煤基沥青烯的选择性提取，达到在沥青烯提取时同步控制沥青烯组分和性能的目的。.按照任务书的年度研究计划，项目顺利完成了研究任务。并且针对研究过程中出现的分离体系粘度高的问题，开发了低黏度离子液体,磁性离子液体和离子液体复配溶剂等并进行了萃取实验。研究表明不同萃取条件下，收率可以控制在30~60%之间。各种萃取该体系中，单独NMP溶剂提取物的平均聚合芳环最少，为1.8；单独[bmim]Cl溶剂提取物的平均聚合芳环最大，为5.1。通过溶剂的复配，可将提取物的平均芳环控制在3.4或3.2。.总之，本研究根据离子液体独具的可设计特性，通过对离子液体的离子组成、几何构型和空间结构的改变，进行了选择性提取沥青烯的研究。对于促进煤碳资源高值利用的发展和离子液体的工业化的运用，具有重要的科学意义，是推动我国能源建设和煤炭清洁利用的一项有益研究和尝试。项目执行以来，迄今共发表SCI文章3篇，申请中国专利5项。研究队伍中有3人晋升为副研究员，培养博士生3名（1名毕业），培养硕士生1名（已毕业）。通过本项目的执行，研究队伍得到了很好的锻炼，整体科研水平得到了提高。