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Thermodynamic analysis, synthesis, characterization, and evaluation of 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride: Study of its effect on pretreated rice husk

引用

中国化学工程学报:英文版 2023年第8期60卷 143-154页

作者： Eileen Katherine Coronado-Aldana cindy lizeth ferreira-salazar Nubia Yineth Piñeros-Castro Rubén Vázquez-Medina Felipe A.Perdomo Universidad de BogotáJorge Tadeo Lozano Facultad de Ciencias Naturales e IngenieríaCra.422-61CundinamarcaBogotáColombia Instituto Politecnico Nacional CICATA QueretaroCerro Blanco 141Colinas del Cimatario76090 QueretaroMexico School of Engineering University of EdinburghEdinburgh EH93FBUnited Kingdom

This work is focused on the determination of the optimal reaction conditions to synthesize the ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride([EMIM][Cl]) and assess its suitability for the pretreatment of rice husk. The modified UNIFAC(UNIversal quasi-chemical Functional-group Activity Coefficients)approach for ionic liquids is used to develop a thermodynamic model that describes the reactive system methylimidazole(MIM), chloroethane(C_(2)H_(5)Cl) and [EMIM][Cl]. The model allows to study the phase equilibria coexistence(vapor–liquid equilibria and solid–liquid equilibria) and yields the theoretically optimal conditions to synthesize the ionic liquid. The model predictions are validated with the available experimental and reported data. By implementing the developed model, a simple way to synthesize ionic liquid [EMIM][Cl] was found allowing to study its influence on the structure and morphology of pretreated rice husk. The lignocellulosic materials involved in this study are characterized by their composition, enzymatic digestibility, scanning electron microscopy, and crystallinity. Compared to untreated material, [EMIM][Cl]-pretreated rice husk produces cellulose that can be efficiently enzymatic hydrolyzed with high sugar yields. This work offers a suitable methodology to include the synthesis and thermodynamics of the solvent media within the design of low-cost ionic liquids for lignocellulosic biomass pretreatment.

关键词： Ionic liquids Fluid-phase equilibria Thermodynamics Waste treatment UNIFAC approach

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