離子液體是由有機陽離子和無機或有機陰離子組成的室溫熔融鹽。因
為其具有蒸氣壓低、熱穩定性好、溶解范圍廣等優點，被認為是一種可以
替代傳統有機溶劑的“綠色”溶劑。目前，離子液體對環境影響的研究主
要集中在離子液體對不同生物體系毒性的影響，對離子液體生物降解性方
面的研究較少。本文選取了5種常見的咪唑類離子液體以及3種吡啶類離
子液體作為研究對象，采用活性污泥法和光催化法研究這些離子液體的降
解性。主要研究內容包括以下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
化時間、離子液體濃度、側鏈長度及陰離子對離子液體生物降解性的影響，
并且分析了甲基丁基咪唑陽離子可能的降解產物及降解途徑。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方法測定了降解
北京化工大學碩士學位論文
產物陽離子。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
過程符合零級動力學方程。吡啶陽離子的降解過程包括烷基末端碳鏈的氧
化以及吡啶環的開環氧化過程，中間產物最終轉化為NH4+，CO：和H：0。N一
丁基吡啶氯鹽初始濃度為300 mg／L時，降解24小時COD去除率可達92．5％。
(3)采用p25納米TiO。光催化與生物降解相結合的方法，考察了三種1，
3一二烷基咪唑氯型離子液體的降解過程，并用HPLC—MS方法鑒定了光催化
降解的碎片和可能的結構。結果表明：在相同條件下，三種離子液體光催
化降解的速率次序為卜丁基-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
化降解過程符合一級動力學方程，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環氧化的過程，生成眾多部分氧化碎片。
離子液體水溶液的光催化預處理有利于提高其后續的活性污泥生物降解
性能。