氯化1-氨基聚醚-3-甲基咪唑离子液体的制备与催化性能

首先以环氧氯丙烷为原料,通过开环聚合得聚环氧氯丙烷(PECH),再通过溴化和氨化等方法得到端氨基的聚环氧氯丙烷,再将其与N-甲基咪唑反应,制备氯化1-氨基聚醚-3-甲基咪唑离子液体([H_2N-PECH-MIM]Cl)催化剂,并利用红外(IR)和核磁(NMR)对其化学结构进行表征,利用热重分析仪(TGA)和凝胶渗透色谱仪(GPC)对其热性能和分子量进行了测试。然后用制备的高分子离子液体[H_2N-PECH-MIM]Cl催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯,以纯度、转化率、选择性和转化频率为考察指标,研究催化温度、压力、循环使用次数对催化性能的影响,并比较了其与溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[Ae MIM]Br的催化性能。结果表明,制备的高分子催化剂[H_2N-PECH-MIM]Cl结构正确,产率为71%,其催化性能远远优于小分子离子液体[Ae MIM]Br,可在不用助催化剂的温和条件下即可高效完成催化过程,且循环使用10次基本不影响其催化活性。当催化温度为90℃,压力为1.8MPa,用量为1.0%时,纯度为99.0%,转化率为100%,选择性高达96.9%,转化频率TOF为3848h^(-1)。

硅胶固载复合离子液体催化CO_2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

制备了3种硅胶固载不同侧链长度的咪唑类复合离子液体催化剂,将其用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯的环加成反应,均表现出良好的催化活性。系统考察了不同种类催化剂对该催化反应的影响,进一步考察了反应压力、反应温度、反应时间和催化剂用量对硅胶固载的溴代1-十八烷基-3-甲基咪唑溴化锌离子液体(SiO2/[C18MIM][Zn2Br5])催化环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好,SiO2/[C18MIM][Zn2Br5]在该环加成反应中具有最佳的催化性能;在温度为120℃、压力为2.0 MPa、反应时间为2.5h、催化剂用量为2.0%时,反应物环氧丙烷的转化率为99.7%,产物碳酸丙烯酯的选择性为96.3%,且可循环使用7次以上。

硅烷修饰SBA-15固载聚醚离子液体催化剂的制备与性能

将3种聚醚离子液体,即Cl[PECH-MIM]-OH、Cl[PECH-MIM]-COOH和Cl[PECH-MIM]-NH2,分别与助催化剂ZnBr2反应制得复合型聚醚离子液体,再用硅烷(CPTES)修饰分子筛SBA-15,并将其固载复合聚醚离子液体,制得固载化催化剂SCP-OH/[ZnBr2]、SCP-COOH/[ZnBr2]和SCP-NH2/[ZnBr2]。利用红外光谱仪、热重分析仪、电镜扫描仪对SBA-15及3种固载化催化剂进行化学结构、热性能和表观形貌的表征,并研究其催化环氧丙烷(PO)与CO2合成碳酸丙烯酯(PC)反应的性能。结果表明,复合型聚醚离子液体成功固载于硅烷分子筛上,实现了离子液体的相态转变及其高效的非均相转化CO2。对于3种固载化离子液体催化环氧丙烷与CO2的羰基化反应,SCP-COOH/[ZnBr2]的催化性能最佳,在CO2压力3.0MPa、反应温度130℃、液时空速为0.5h-1的反应条件下,PO转化率为83.8%、产物PC选择性为94.1%,并且连续使用80h后仍保持良好的催化性能。

离子液体催化转化CO_2合成碳酸丙烯酯

首先采用7种离子液体分别催化二氧化碳与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯,考察离子液体种类对催化性能的影响,确定最优催化剂是离子液体溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑盐[AeMIM]Br。然后研究辅助催化剂Lewis酸与离子液体[AeMIM]Br复合体系对催化性能的影响,再将最优复合催化体系[AeMIM]Br/(ZnBr_2)_2与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶法制备硅胶负载型复合离子液体,实现催化剂的相态转变并有利于实现固定床催化工艺,研究硅胶负载的复合离子液体催化转化二氧化碳进行环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好;功能化离子液体催化性能要优于烷基咪唑离子液体,且Lewis酸ZnBr_2的加入明显提高催化效果。当正硅酸乙酯与复合离子液体[Ae MIM]Br/(ZnBr_2)_2配比为1∶2时,所制备的硅胶负载复合离子液体催化性能最佳,其转化率为96.9%,选择性为94.8%,转化频率为3124h^(-1)。该催化剂催化性能稳定,可多次循环使用。

汽车底盘漆用离子液体型水性环氧涂料的制备

利用环氧树脂6520-WH-53A为基体,添加离子液体型功能固化剂及系列助剂,制备一种可应用于汽车底盘的新型防腐防闪锈水性涂料。考察了环氧树脂与离子液体型固化剂含量比、研磨时间、氧化锌含量比对涂料性能的影响。结果表明,离子液体型固化剂与环氧树脂含量比为6∶1,氧化锌含量为1.5 g,研磨时间为70 min时,制备的水性环氧涂料性能最佳,其冲击强度为65 kg·cm,附着力为80 MPa。

负载锆聚醚离子液体的制备及其催化合成碳酸丙烯酯

首先合成氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体([HOOC-PECH-MIM]Cl),再将其与氯化锆(ZrCl4)反应制备负载锆聚醚离子液体催化剂(Zr-[HOOC-PECH-MIM]Cl),采用红外光谱仪和核磁共振氢谱仪对其化学结构进行表征,利用热重分析仪和电镜扫描仪对其热性能和表观形貌进行测试。然后用其催化二氧化碳(CO2)合成碳酸丙烯酯。比较研究了不同温度下负载锆高分子离子液体Zr-[HOOC-PECH-MIM]Cl和负载锆小分子离子液体(Zr-[HeMIM]Cl)对催化性能的影响。结果表明,负载锆聚醚离子液体制备成功,且实现了相态转变,具有较高的热稳定性。在较低温度下其催化性能优于Zr-[HeMIM]Cl,且活性高,选择性好。当催化温度为110℃,压力为1.5MPa,负载锆聚醚离子液体Zr-[HOOC-PECH-MIM]Cl的质量分数为2.0%时,转化率和选择性分别为97.5%和92.2%。

硅胶负载[H_2N-PECH-MIM]Cl及催化合成碳酸丙烯酯

首先制备氯化1-氨基聚醚-3-甲基咪唑离子液体[H_2N-PECH-MIM]Cl,再将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应制备硅胶负载聚醚离子液体催化剂(Si-[H_2N-PECH-MIM]Cl),利用红外光谱仪对其化学结构进行表征,利用热重分析仪和电镜扫描仪对其热性能和表观形貌进行测试。然后用制备的催化剂催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯,利用气相色谱测定碳酸丙烯酯的纯度,研究催化温度、催化剂用量及其循环使用次数等因素对转化率和选择性的影响。结果表明,硅胶负载聚醚离子液体催化剂制备成功,实现了相态转变,并可在较温和条件下即可高效完成催化过程,活性高,选择性好,易回收,可多次循环使用。当催化温度为70℃,压力为1.5MPa,用量为3.0%时,转化率为94.8%,选择性为87.5%。