磁性离子液体的新用图
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种磁性离子液体的新用途，具体为利用磁性离子液体电生热作为加 热介质，属于反应加热及新型材料开发利用技术领域。
【背景技术】
[0002] 现有的化学反应体系加热方式大多采用电加热装置间接为反应体系进行加热，例 如采用金属管加热的装置，通过对某种液体介质（水或硅油等）加热进而传递热量给反应容 器并作用于反应体系。发热的金属管多直接与液体介质接触，在加热的过程中，加热管、发 热壁与液体的换热面积小，加热速度慢，能源转换效率低，并且在间接传递热量给反应体系 的过程中，易造成热量损失、加热不均匀等问题。
[0003] 又例如采用电热盘加热的方式，主要结构包括外壳体及侣质或不诱钢的内胆，内 胆底面紧贴有电热盘，利用电流通过导体产生热量，借助侣质内胆或不诱钢内胆对液体进 行加热，进而对反应容器加热为反应体系供热。或是直接利用电热盘对反应容器进行加热 进而间接为反应体系供热。加热盘主要由发热管构成，发热管外表面加有绝缘隔离层，金属 管内有电阻丝，在电阻丝的两端连接有电极端，在金属管与电阻丝之间隙用氧化儀填充，形 成导热层，由于发热丝的体积小，又被埋在导热效果差的氧化儀粉中，电阻丝发的热量积聚 在电阻丝上难W散发，导致电能转换效率低；加上，在传热过程中易出现能耗损失，导致运 种加热效率非常低。
[0004] 运些传统的加热方法普遍存在能源转化效率低、热传递效果差、加热速度慢、加热 不均匀等问题，对反应体系中的化学反应过程有很大的不利影响，易造成一些副反应的发 生，影响产品纯度等。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种磁性离子液体的新用途，即磁性离子液体在作为加热 介质中的应用；利用磁性离子液体具有良好的导电性、较高的热容W及优良的传热效果，通 过施加可控电压产生电场，使磁性离子液体的阴阳离子在电场力的作用下发生运动迁移和 剧烈碰撞，在其内部形成电流，由此产生热量，将电能转换为热能，同时作为良好的生热、传 热及储热介质，在反应体系内部与反应物质直接接触进行快速加热，并通过良好的传热效 果和储热性能，使反应体系受热均匀、稳定，让化学反应过程更加稳定、快速；运种加热方法 不仅提高了能源转化效率，还有利于化学反应过程的顺利发生，消除了因升溫慢、受热不均 等问题而引起副反应的发生、产物纯度低等不利影响，运对加热技术W及对反应体系供热 形式的发展有重大意义。
[0006] 本发明所述磁性离子液体物化性质稳定、热稳定性良好，在常溫或高达35(TC条件 下为液体，具有良好的导电性、传热效果及储热性能。
[0007] 本发明所述磁性离子液体为咪挫类磁性离子液体[C"mim]ABy、化晚类磁性离子液 体[C"Py]ABy、化咯类磁性离子液体[(；m門ABy、季锭类磁性离子液体[NCjABy、季憐类磁性离 子液体[PC。]A?中的一种或几种，其中A可为化、Eu、Dy、Ni、Co、Mn或Pd;B可为Cl、化或 幾基；P为憐；N为氮；C。为烷基；η为2~14。
[000引本发明所述可控电压为：可W是直流电压，电压范围为10~220V;可W是交流电 压，电压范围为10~220V。
[0009] 本发明所述磁性离子液体可应用于各种需要加热的反应体系，特别是要求生热速 率快、加热溫度高、加热均匀的反应体系；反应体系为生物质热裂解反应、加热催化脱面反 应、加热聚合反应、加热解聚反应等。
[0010] 本发明另一目的是提供一种利用磁性离子液体电生热作为加热介质的反应装置， 该装置包括壳体1、耐高溫绝缘体层2、电极板3、导线4、溫度检测器5、电源6 ;耐高溫绝缘 体层2设置在壳体1内，电极板3设置在高溫绝缘体层2内侧，电极板3通过导线4与电源 6连接，溫度检测器5设置在壳体1内用于检测壳体中溫度变化，并与电源6连接进行反馈， 壳体1为矩形，电极板3为矩形且贴合覆盖于高溫绝缘体层2内侧，形成一个类似"电容器" 的结构。
[0011] 其中，电压对磁性离子液体生热效率和升溫极限具有决定性控制，电压越大，电场 力越大，升溫也会越快。电极板3用于通电加压后产生电场；电源6可切换直流和交流电 压、调节电压大小、设定溫度，并通过溫度检测器5来为电极板3进行自动断电和通电加压， W保证反应装置内溫度恒定在设定的溫度。
[0012] 本发明反应装置适用溫度为〇°C~400°C，运行方式依据处理要求而定，为连续式 或间歇式。
[0013] 在利用磁性离子液体作为介质加电压内生热为反应体系供热时，使磁性离子液体 与反应物质混合于反应装置中。通过施加可控电压，使电极板产生可控电场，使得磁性离子 液体的阴阳离子在电场力的作用下进行运动迁移，在其内部形成电流，并且磁性离子液体 之间及与反应物质之间发生摩擦碰撞，产生热量，将电能转换为热能，快速升溫为反应体系 进行直接加热。另一方面，磁性离子液体本身也是一种良好的溶剂和催化剂，可W对很多有 机或无机化合物有很好的溶解能力，对很多化学反应过程也具有良好的金属催化性能。在 化学反应过程中，磁性离子液体可W与反应物质直接接触，对某些化学键进行直接加热和 催化，使其断裂或形成，使化学反应过程的发生更加精准，效率更高。
[0014] 本发明的优点与效果如下： (1)本发明通过施加可控电压产生电场，能使磁性离子液体同时成为良好的生热、传热 及储热反应介质，在反应体系内部直接为反应过程进行快速、稳定、均匀的供热，克服了传 统外部加热方法的缓慢、不均匀等缺点，消除了因升溫慢、受热不均等问题而引起副反应的 发生、产物纯度低等不利影响。
[0015] (2)本发明方法中利用磁性离子液体作为生热、传热、储热反应介质，将电能转化 为热能，进而实现对反应体系的内部直接加热，大大增加了发热源与反应体系的换热面积， 其能源转化效率、热传递效率等均比传统的加热方式有很大的提高，具有升溫迅速，传热速 度快且均匀，传热模式科学，热损失少，大幅度降低能耗等特点。
[0016] (3)本发明中使用的磁性离子液体是一种新型具有磁性的绿色溶剂，热稳定相良 好，呈现较宽的液态可操作范围，蒸汽压低，不挥发，不易燃易爆，具有良好的导电性和溶解 性等；在分离方面，磁性离子液体可通过外加磁场实现快速分离和回收利用，避免了使用精 馈、萃取等传统方法而造成环境污染和资源浪费等问题；在催化方面，磁性离子液体一般都 含有过渡金属元素，因而对某些反应体系具有良好金属催化效果，又可通过外加磁场对催 化体系进行控制，使反应体系能够达到最佳的催化效果；在传质传热方面，磁性离子液体具 有较高的热容、良好的热稳定性、分散性W及磁可控性，是一种新型的绿色磁性介质。
[0017] ( 4 )相比传统外部间接加热的的方法，利用磁性离子液体电生热进行加热不仅生 热效率高、传热速率快，还能使反应体系受热均匀，让反应过程更加稳定、效率更高，避免了 能源转化效率低，生热慢及受热不均匀等对化学反应过程带来的不利影响；本发明利用磁 性离子液体电生热作为加热介质是一种新型的高效、稳定、安全、绿色环保、操作简便的加 热方法，是一种对反应体系加热方式上的革新，并且可应用于诸多需要加热的反应体系。
【附图说明】
[001引图1是本发明利用磁性