CO_(2)在{[Bmim][BF_(4)]+碱金属盐}金属络合离子液体中的溶解度及溶解机理研究

为更加经济有效地捕获CO_(2),减少环境污染,加强资源合理利用,制备不同浓度的[Bmim][BF_(4)]+MBF_(4)(M=Li^(+),Na^(+)和K^(+))金属络合离子液体,在压力100~4 000 k Pa,温度30,40,50℃条件下,使用反应釜进行气体吸收试验,测定CO_(2)在金属络合离子液体(metal complex ionic liquids,MILs)中的溶解度,并采用密度泛函模拟计算MILs与CO_(2)混合体系的稳定构型的电荷分布、Fukui指数和结合能参数,从微观角度分析MILs吸收CO_(2)机理。结果表明:CO_(2)在MILs中的溶解度随温度升高和压力降低而降低;添加碱金属盐可促进离子液体(ionic liquids,ILs)对CO_(2)的吸收,但当ILs中碱金属盐浓度≥1 mol/L时会抑制CO_(2)吸收;0.010 mol/L的[Bmim][BF_(4)]+KBF_(4)吸收CO_(2)量最高;密度泛函计算结果显示[Bmim][BF_(4)]+KBF_(4)体系的K^(+)体积大,氢键作用力强,且K+在ILs中溶解度小,造成的空间位阻较小,因而拥有更多的自由体积容纳CO_(2)。与纯ILs相比,MILs具有更高的CO_(2)吸收量,在温室气体治理中具有较好的应用前景。

离子液体[Bmim]BF_(4)催化合成喹唑啉类化合物的研究

喹唑啉类化合物是一类重要的杂环骨架,普遍存在于各种有机分子和生物碱中。由于其丰富的生物学活性和药理作用,开发其绿色的合成新方法具有重要的意义。报道了以醛类化合物和2-氨基二苯甲酮衍生物为底物,以乙酸铵为氮源,在[Bmim]BF 4催化下合成喹唑啉类化合物的新方法。在最佳反应条件下,以中等至优异的产率合成了22个喹唑啉类化合物,并采用^(1)HNMR、^(13)CNMR对目标产物进行了结构鉴定。该方法无需使用有机溶剂,具有合成方法简单、反应产率高、底物范围广泛等优点,为喹唑啉类化合物的合成提供了新的思路。

离子液体[BMIm]BF_4在神华煤溶胀预处理中的应用

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对中国神华煤进行直接液化前的溶胀处理,通过对溶胀度的测定及不同条件下溶胀煤样的直接液化实验,探讨了离子液体[BMIm]BF4在煤溶胀预处理方面的应用.结果表明,离子液体[BMIm]BF4溶胀预处理能破坏煤结构中的弱共价键,使煤的溶胀度获得了显著提高,进而改善了其液化性能,提高了煤的直接液化转化率和油气产率.在溶胀条件方面,随溶胀时间的增加,煤溶胀度和液化转化率提高;而温度对煤溶胀度和液化转化率的影响较复杂,存在一个合适的溶胀温度范围,在此温度之上,溶胀度和液化转化率随温度的升高而降低.而且使用过的[BMIm]BF4可以回收循环使用.

离子液体[BMIM]BF_4对甘草酸及其衍生物色谱行为的影响

将离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF。）加入到高效液相色谱流动相中，研究其对甘草酸（GL）及其衍生物甘草次酸（GA）和单葡萄糖醛酸基甘草次酸（GAMG）色谱行为的影响。结果显示，加入离子液体后的流动相能够明显改善色谱峰形、减少峰拖尾、增大峰面积和峰高、提高检测灵敏度，并缩短GL，GA及GAMG3种化合物的同时检测时间，提高检测效率。优化色谱条件为：InertSustain C18（4．6mm×250mmi．d．，5μm）反相色谱柱为分离柱，柱温40℃；甲醇-1．0mmol／L[BMIM]BF4（体积比81：19，乙酸调至pH3．0）为流动相，流速0．7mL／min，进样体积20μL，检测波长251nm。GL，GA及GAMG在5．00—100mg／L范围内线性关系良好（r≥0．9998），检出限分别为0．02，0．04，0．09mg／L；加标回收率分别为100．1％，98．0％，98．2％，RSD为0．18％～0．43％。同时测定GL生物转化体系中3种组分，结果满意。

Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)在[Bmim]BF_4-FeCl_3-H_2O体系中的电化学行为

采用循环伏安法研究了Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)在[Bmim]BF4-FeCl3-H2O体系中的电化学行为。研究表明,在[Bmim]BF4-FeCl3-H2O体系中只观察到Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的氧化还原反应,没有观察到Fe(Ⅱ)/Fe的氧化还原;Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的氧化还原反应是扩散控制的可逆过程。还原峰值电流随扫描速率增大而增大,并符合Randles-Sevcik方程。Fe(Ⅲ)在[Bmim]BF4-FeCl3-H2O体系中的扩散系数与温度的关系符合Arrhenius公式,其扩散活化能为41.432 kJ/mol。

[BMIM]BF_4氧化萃取脱除模拟汽油中噻吩的研究

目的研究1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体的脱硫作用。方法采用间接合成法制备1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体,通过单因素实验考查脱硫过程的影响因素。结果在剂油比φ(IL)∶φ(oil)=0.8,萃取温度T=50℃,氧化时间t=180min,V(H2O2)=2.5 mL时,[BMIM]BF4离子液体氧化萃取脱硫率可达87.1%。结论 1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体对模拟汽油中的噻吩有很好的脱除效果。

H_2O-CH_2Cl_2-[Bmim]BF_4体系的液液相平衡测定及其关联

采用两步法合成了离子液体[Bmim]BF4,并利用红外光谱、核磁共振、元素分析等手段对所合成的产物进行表征和分析。利用浊点法测定了常压30℃下H2O-CH2Cl2-[Bmim]BF4体系的饱和溶解度曲线和密度曲线并进行了关联,还进一步采用浊点-密度法测定该体系的液液相平衡数据。由实验数结果可以看出:该体系上相以H2O为主,CH2Cl2、[Bmim]BF4的含量很少,下相则以[Bmim]BF4、CH2Cl2为主,H2O的含量很少;随着体系中CH2Cl2含量的增加上相中[Bmim]BF4的含量从0.1665下降到0.1032。由此可见在纯化离子液体[Bmim]BF4时适当地增加CH2Cl2的用量可以减少[Bmim]BF4的损失。采用Othmer-Tobias和Bancroft经验方程对液液相平衡数据进行关联,关联结果不理想;采用Othmer-Tobias经验方程+溶解度方程法对其关联,最大相对误差为4.43%,最大平均相对误差为3.03%,关联精度较高。

[BMIM]BF_4中钌纳米催化剂的制备及催化α-蒎烯加氢反应

RuCl_3·3H_2O与1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF_4)物质的量比为100∶1,在60℃下常压搅拌2 h,再充入4.0 MPa H_2,40℃反应3 h,制得[BMIM]BF_4稳定的Ru纳米粒子催化剂;利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征,结果表明:在[BMIM]BF_4中制备的Ru纳米粒子呈面心立方密堆积(ccp)结构,且Ru纳米粒子分布较均匀,其平均粒径为(2.5±0.6)nm。以水为反应介质,将该催化剂用于催化α-蒎烯加氢反应。在α-蒎烯与催化剂的物质的量比为400∶1、水用量4 mL、90℃、3.0 MPa氢气压力下反应1.5 h时,α-蒎烯的转化率即可达99%以上,其中顺式蒎烷的选择性为98.9%。

离子液体双水相体系[Bmim]BF_4/(NH_4)_2SO_4形成因素的研究

建立了亲水性离子液体四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]BF4)和(NH4)2SO4形成的双水相体系。研究了盐及盐的浓度、离子液体的浓度和溶液酸度对该体系的影响。结果表明,(NH4)2SO4和NaH2PO4都能与[Bmim]BF4形成好的双水相体系,盐的种类和浓度对体系的形成影响很大;在pH=5～9时,溶液酸度对体系的相比影响较小;使用后的离子液体经过简单处理后可重复使用。

离子液体[Bmim]BF_4催化合成环状膦酸酯Antiblaze

制备了离子液体[Bmim]BF4,对其催化乙基双环亚磷酸酯与甲基膦酸二甲酯进行聚合反应合成环状膦酸酯进行了考察。正交实验确定了最佳合成路线。结果表明,乙基双环亚磷酸酯与甲基膦酸二甲酯的摩尔比为1∶1.6,催化剂用量为反应物总质量的0.4%,反应温度185℃,反应时间16 h,产率达98%。热重分析显示,500℃时残炭率为7.37%,具有良好的成炭作用。

离子液体[bmim]BF_4作溶剂合成金属酞菁

用邻苯二腈和FeCl3、ZnCl2.6H2O为原料,以离子液体[bmim]BF4为溶剂合成铁酞菁PcFe和锌酞菁PcZn;用红外及紫外光谱对其进行表征;相比液相法合成酞菁,可避免溶剂有毒、易挥发等缺点,离子液体可重复利用且活性不降低。

金属Al和不锈钢在[bmim]BF_4离子液体中的电化学

离子液体作为有潜力的绿色电化学介质,在电解、电镀、电催化、电分析化学等领域具有非常好的应用前景。本文采用循环伏安法和塔夫尔曲线法研究了金属Al和不锈钢在[bmim]BF4离子液体中的电化学行为,结果表明金属Al在[bmim]BF4离子液体中非常稳定,不锈钢在该离子液体中显示一定的活性。

[Bmim]BF_4离子液体中微波辅助制备TiO_2催化剂及活性研究

采用微波加热合成离子液体[Bmim]BF4,以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下制备TiO2光催化剂,在高压汞灯下用甲基橙溶液测试其光催化降解性能;并用XRD,IR,TG对其进行测试和表征。结果表明,制备TiO2光催化剂的较佳条件是:离子液体2.0mL,微波辐射功率600W、反应温度70℃、反应时间35min。并且用[Bmim]BF4作为反应介质,能够显著提高TiO2的光催化活性,所制备的TiO2不需要经过高温煅烧,就表现出极高的光催化活性。该催化剂对甲基橙的降解率在1.5h就可达到93.7%。

[Bmim]BF_4/p-TSA催化合成聚甲基膦酸乙二醇酯

以甲基膦酸二甲酯（DMMP）和乙二醇（EG）为原料，离子液体[Bmim]BF4与对甲苯磺酸（p—TSA）为协同催化剂，合成了一种阻燃剂聚甲基膦酸乙二醇酯。通过正交实验L9（3’），确定最佳合成条件为：n（DMMP）：n（EG）=1：1；催化剂总用量为DMMP物质的量的3％，其中[Bmim]BF4占1％，p-TSA占2％；反应温度为155—170℃；反应时间为4h。产物为淡黄色透明黏稠液体，酸值370mgKOH／g。用红外光谱表征了产品结构；用液质分析了产品组成为十几种不同程度的乙二醇甲基膦酸二甲酯聚合物；用气质分析了副产物组成主要为甲醇、甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚和二缩乙二醇。

[Bmim]BF_4-H_2O体系超额摩尔体积测定及关联

合成并表征离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4),测定[Bmim]BF4-H2O二元混合物在不同温度下的密度值和超额摩尔体积.结果表明,在所有组成范围内,体系的超额摩尔体积都为正值,且不同温度下的等温线都存在一极大值点;同时,所有等温线的极值点所对应的H2O的摩尔分数基本上在50%左右.不同温度下超额摩尔集体的变化趋势相似,而在组成相同的情况下,随着温度的增加,超额摩尔体积变大.采用Redlich-Kister方程对[Bmim]BF4-H2O的超额摩尔体积进行关联,最大标准偏差为1.32%.

吡啶与[BMIm]BF_4在煤液化预处理中的应用研究

分别采用吡啶、离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对原煤进行溶胀预处理,在不同溶胀温度和溶胀时间下,试验测试了两种溶剂对溶胀度、抽提率及溶胀煤直接液化等情况,结果表明,[BMIm]BF4在煤炭液化预处理过程中可代替原有溶胀剂吡啶。

[Bmim]BF_4/盐双水相萃取分离氨苄西林钠

采用离子液体/盐双水相萃取的方法,研究了亲水性离子液体[Bmim]BF4/盐双水相对氨苄西林钠萃取性能,分别讨论(NH4)2SO4加入量、离子液体[Bmim]BF4体积及氨苄西林钠溶液浓度对萃取率的影响,并通过紫外分光光度计进一步验证了氨苄西林钠与离子液体的相互作用。结果表明,[Bmim]BF4/盐双水相萃取分离氨苄西林钠的最佳参数为:(NH4)2SO4质量0.55g,氨苄西林钠溶液浓度0.013mol.L-1,离子液体[Bmim]BF4体积2.5mL,氨苄西林钠溶液和离子液体[Bmim]BF4的体积比为1∶1。

[BMIM]HSO_(4)/乙醇降解纤维素残渣的热解行为和产物分布

以微晶纤维素为原料,利用1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_4)和乙醇组成的二元溶剂体系,在180℃下对其进行催化降解,得到纤维素固体残渣(solid residue,SRE);考察[BMIM]HSO_4的质量分数对SRE结构特征和热解过程的影响规律,为SRE的资源化利用提供理论基础.通过多种手段对样品进行结构表征,结果表明,所得SRE可保持纤维素的化学结构,但随着[BMIM]HSO_4质量分数的增加,SRE的粒径显著降低,其晶体结构逐渐被破环并转化为热不稳定的无定形结构.随着[BMIM]HSO_4质量分数的增加,SRE的热失重起始温度显著降低,热失重曲线向低温区移动.经[BMIM]HSO_4/乙醇降解处理后,挥发分与残渣的气固作用在SRE热解过程中加强,导致焦炭和气体的产率增加,生物油的产率降低.

离子液体[bmim]BF_4的合成及其对涤纶织物抗静电性能的影响

研究了离子液体[bmim]BF4的合成,采用IR、1HNMR进行结构表征;分析了离子液体用量、轧余率、焙烘温度对涤纶织物抗静电性能的影响.结果表明:成功合成离子液体[bmim]BF4;[bmim]BF4用量25 g/L、轧余率80%、焙烘温度170℃时,整理的涤纶织物具有较好的抗静电性能,但耐洗性较差.通过TiO2/SiO2水溶胶进行后处理可以提高其耐洗性.

猪皮胶原在离子液体双水相（[Bmim]BF4-K2HPO4）中的溶解性研究

以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料，丙酮为溶剂，采用两步法合成目标离子液体[Bmim]BF4。将[Bmim]BF4、K，HPO。和去离子水混合形成离子液体双水相体系用于溶解猪皮皮粉。研究了影响该双水相体系对猪皮皮粉溶解能力的因素。发现盐K：HPO。为0．25g，温度为62℃，离子液体质量为2．00g，且当猪皮皮粉的质量分数为14％时，溶解率可达13．12％，溶解效果高于传统的提取方法（酸、碱、酶法），且离子液体回收率高。使用傅里叶变换红外光谱仪、热失重等多种仪器分别表征胶原蛋白溶解前后的结构变化，结果表明，其过程是胶原先充分溶胀后再溶解；溶解出胶原的质量明显较（酸、碱、酶法）传统方法处理的量高。皮粉经溶解再生后。其再生胶原呈无规卷曲构象，主体结构仍然是以结晶结构为主体的胶原蛋白。但是，因离子液体的结构与性质．溶解过程削弱胶原蛋白分子之间的氢键（对胶原蛋白的二级结构造成影响）。试验结果显示采用离子液体双水相提取胶原方法．是一种极具深入研究价值的新方法。