功能磺酸掺杂聚苯胺的电导率及其光谱特征研究

合成了十二烷基苯磺酸(DBSA)、磺基水杨酸(SSA)和对甲苯磺酸(TSA)掺杂的导电聚苯胺样品:PANI／DBSA,PANI／SSA,PANI／TSA。用四探针法测定其电导率,研究不同功能磺酸掺杂对聚苯胺电导率的影响,分析它们的FT-IR光谱、UV-VIS光谱吸收及NIR光谱反射现象及其变化。结果表明,功能磺酸掺杂剂的对阴离子尺寸大小影响其掺杂PANI的电导率和光谱特征,PANI/DBSA的对阴离子尺寸大于PANI／SSA,PANI／TSA,其电导率、FT-IR和UV-VIS图谱红移量都相对PANI／SSA,PANI／TSA大。同时不同功能磺酸掺杂聚苯胺的NIR光谱反射率为:PANI／DBSA>PANI／SSA>PANI／TSA。

复合功能磺酸掺杂聚苯胺的结构与性能

以过硫酸铵为氧化剂,采用乳液法合成不同摩尔比的十二烷基苯磺酸(DBSA)与磺基水杨酸(SSA)复合功能磺酸共掺杂的聚苯胺(PAn),并通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、红外光谱(FI-IR)、电子顺磁共振谱(ESR)以及溶解性实验对产品的结构和性能进行分析表征。研究结果表明:当掺杂体系中n(DBSA)-n(SSA)=1-3时,所得的PAn样品的电导率高达3.57 S/cm;复合功能磺酸掺杂所得PAn的结晶性能、热稳定性能、掺杂程度以及溶解性能比单功能磺酸掺杂所得PAn的高;电子顺磁共振谱结果表明,复合功能磺酸掺杂PAn为自由电子自旋模型,属典型的PAn盐形式。

掺杂功能磺酸的导电聚苯胺的合成及其红外光谱研究

合成了掺杂对甲苯磺酸 ( TSA)、十二烷基苯磺酸 ( DBSA)、樟脑磺酸 ( CSA)和磺基水杨酸 ( SSA)的导电聚苯胺样品 :Dpan/TSA,Dpan/DBSA,Dpan/CSA,Dpan/SSA,并对这些样品进行了表征 ,研究了它们的红外光谱特性。

磺酸功能化离子液体催化制备薯蓣皂苷元研究

目的:探索磺酸功能化离子液体1-磺丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BHSO_(3)MIm]CF3SO_(3))作为催化剂在薯蓣皂苷元制备中的应用。方法:以盾叶薯蓣提取粗皂苷为原料、[BHSO_(3)MIm]CF3SO_(3)为催化剂,水解制备薯蓣皂苷元。通过单因素试验对反应温度、反应时间、离子液体用量、溶剂体积进行考察,采用响应面分析方法进一步优化反应条件,确定最佳反应条件。进行12次循环实验,考察该离子液体循环使用性能。结果:最佳反应条件为反应温度100℃、反应时间5.17 h、离子液体用量2.56 g、水溶剂体积6 mL,在该条件下薯蓣皂苷元产率为12.99%。该离子液体循环6次时,循环效率为82.70%,循环10次时循环效率降至58.12%。结论:在薯蓣皂苷元制备过程中,[BHSO_(3)MIm]CF3SO_(3)作为酸催化剂,表现出了水解效率高、性能稳定、易于回收、循环使用性能良好等优势,具备较强的应用前景。

磺酸功能化β-环糊精在有机合成反应中的应用研究进展

磺酸功能化β-环糊精是一种制备方法简单、生物相容性优良、催化效果显著、回收利用便捷的新型生物质基固体酸催化剂。本文综述了近年来磺酸化β-环糊精、β-环糊精-丙磺酸、β-环糊精-丁磺酸在有机合成反应中的应用,并展望了未来的研究重点和发展方向。

磺酸功能化离子液体催化制生物柴油的性能

通过1-烯丙基咪唑与1,4-丁基磺酸内酯反应制备的两性离子分别与硫酸、三氟甲基磺酸、磷钨酸、磷钼酸和硅钨酸直接反应制备了5种磺酸功能化离子液体。采用1 H NMR、FTIR、TG/DTA等技术手段对其结构及热稳定性进行了表征。最后通过催化油酸与甲醇酯化反应制生物柴油过程对催化剂的催化活性和重复使用性进行了评价。结果表明,5种离子液体均具有高催化活性(高于浓硫酸),并且重复使用4次后,催化活性基本保持不变。3种杂多酸离子液体不溶于产物,以固态形式与产物混合,为其回收和重复利用提供了有利条件。

磺酸功能化三维有序大孔材料的制备与催化性能研究

采用模板法,用正硅酸乙酯和3-巯丙基-三甲氧基硅烷的混合溶胶,在聚苯乙烯胶晶间隙中原位转化,除去模板后用双氧水将巯基氧化成磺酸基,首次成功地制备了大孔规整排列的3DOMSiO2-SO3H材料.样品用SEM,EDS,FT-IR等方法进行了测试表征.结果表明,所得到材料的三维大孔结构规整性十分好,大孔孔径大约250nm,并由大约80nm的小孔相连;磺酸基很好地嵌入孔壁基质中,吡啶吸附测定显示了典型的质子酸特征,而且酸中心随硫含量增加而增多.对乙酸与正丁醇的酯化反应显示了良好的催化性能,磺酸含量越大,催化活性越高.这一研究为开发新型高效的固体酸催化剂提供了很有意义的结果.

氢键诱导的聚吡咯/苯磺酸功能化多壁碳纳米管的制备及其电化学行为

采用原位芳基重氮化反应对碳纳米管进行苯磺酸功能化,进而制备了聚吡咯/苯磺酸化碳纳米管复合材料(PPy/f-MWCNTs),通过透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)测试发现,氢键诱导使聚吡咯成功地包覆在碳纳米管表面.循环伏安和恒流充放电测试结果表明,复合材料具有良好的电化学电容性能,当聚吡咯与苯磺酸化碳纳米管质量比为1:1时,复合材料在1.0A·g-1的电流密度下的比容量达266F·g-1,而且聚吡咯利用率比未功能化聚吡咯/碳纳米管(PPy/p-MWCNTs)和纯聚吡咯(PPy)提高了1倍以上.

磺酸功能化金属-有机骨架吸附脱氮性能

以硝基甲烷为溶剂,采用三氟甲磺酸酐(Tf2O)和浓硫酸对金属有机骨架材料MIL-101(Cr){Cr3F(H2O)2O[(O2C)-C6H4-(CO2)]3nH2O(n^25)}进行磺酸功能化修饰,使其孔壁配体上形成磺酸基团.通过改变MIL-101(Cr)、Tf2O和浓硫酸的摩尔配比,得到含有不同磺酸基团数量的S-MIL-101(Cr),对磺化后的材料进行了X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、氮气物理吸附、酸碱电位滴定以及热重分析(TGA)表征.结果表明,磺酸功能化后MIL-101(Cr)的孔道结构仍然保持,比表面积和孔径有所下降,表面磺酸基团的数量根据磺化程度的不同从0.21到0.42 mmol g-1不等.将磺酸功能化后的MIL-101(Cr)用于液体燃料的吸附脱氮,发现磺酸功能化能够增强MIL-101(Cr)与含氮化合物的相互作用,有利于其对碱性氮化物的吸附脱除.相对于未经磺化的样品,按照摩尔配比n(MIL-101(Cr)):n(H2SO4):n(Tf2O)=1:3:4.5反应得到的磺酸功能化MIL-101(Cr)对喹啉和吲哚的吸附量提高较大,其对喹啉和吲哚的Langmuir最大吸附量分别提高了12.2%和6.3%.通过乙醇洗涤,吸附剂可再生,经过三次再生之后的吸附剂对模拟燃料中含氮化合物的吸附量没有明显的降低.

Brnsted双核磺酸功能化离子液体催化制备生物柴油

以吗啡啉、1,3-丙烷磺内酯、1,4-二溴丁烷和浓硫酸为原料,通过三步法合成了双-(4-(3-磺丙基)吗啡啉)亚丁基双硫酸氢盐(Bi-[C_3SO_3Hnhm]H_SO_4)双核磺酸功能化离子液体。分别采用FT-IR和TG对合成的离子液体的结构和热稳定性进行表征;同时测定了该离子液体的溶解性、酸性及对奥氏体型不锈钢316的腐蚀性。此外,考察了该离子液体催化大豆油和甲醇反应制备生物柴油的工艺条件中。结果表明,合成的离子液体与目标产物一致,具有较高的热稳定性,能够溶解于极性溶剂,且具有较强的酸性,98%浓硫酸对钢样的腐蚀速率为离子液体的近8倍。当醇油摩尔比为14∶1、离子液体加入量为大豆油和甲醇总质量的5%、反应时间为8 h、反应温度为60℃时,生物柴油的收率为95.4%,且该离子液体经回收、真空干燥,重复使用6次后生物柴油的收率仍然能够达到91.2%。

磺酸基功能化有序介孔材料合成方法的研究进展

介绍了近年来磺酸基功能化有序介孔材料的合成方法,对比了各种合成方法的优缺点,并对有序介孔固体磺酸的合成方向进行了展望。

磺酸功能化离子液体用于催化反应的最新进展

磺酸功能化离子液体是指在有机阳离子中引入一个或多个磺酸基(—SO3H),或者阴离子为磺酸的Brnsted(B酸)型离子液体,其酸性强、极性大、活性高。简要介绍了磺酸功能化离子液体的合成方法,详细阐述了在多种有机催化反应中的应用,展望了磺酸功能化离子液体的发展前景。

磺酸功能化胆碱催化合成14-芳基-14H-二苯并[a,j]氧杂蒽衍生物

以氯化胆碱为原料,制备了磺酸功能化胆碱催化剂,在水介质中催化芳香醛和2-萘酚反应合成了一系列14-芳基-14H-二苯并[a,j]氧杂蒽衍生物,产率达85～97%。该催化剂具有良好的生物相容性,易于分离和重复利用,符合绿色化学的发展理念。

磺酸功能化钛纳米管催化合成乙酰丙酸正丁酯

以水热法合成的二氧化钛纳米管为载体,将其与3-巯丙基三甲氧基硅烷、双氧水反应,制备了磺酸功能化钛纳米管催化剂(TNTs-SO_3H),采用XRD、FTIR、TEM、TG、UV-Vis及Hammett指示剂法对催化剂的结构和性能进行了表征与测试。以催化合成乙酰丙酸正丁酯为探针反应,考察了TNTs-SO_3H的催化性能。结果表明:当n(乙酰丙酸)∶n(正丁醇)=1∶5、TNTs-SO_3H用量为乙酰丙酸质量的10%、反应温度120℃、反应时间4 h时,乙酰丙酸正丁酯的收率可达86.5%,TNTs-SO_3H重复使用7次后,乙酰丙酸正丁酯收率仍达81.2%。

新型磺酸基功能化的介孔MCM-41分子筛的合成及其性能研究

利用糠醇的聚合和碳化对介孔分子筛Al-MCM-41进行表面处理后,直接加浓硫酸磺化制备了一系列新型的磺酸基功能化的介孔MCM-41分子筛催化剂,并用氮气吸附-脱附(BET)、X-射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和吡啶-程序升温脱附(吡啶-TPD)等方法对其进行了结构表征,以乙酸与乙醇的酯化反应为模型测试催化剂的性能。结果表明:在介孔结构完好的情况下,一定量的磺酸基嫁接到了催化剂的孔壁上,酸量为0.99～0.43 mmol H+/g,其中以HSO3-PFA(200℃)-MCM-41催化的酯化反应,乙酸的转化率达92.4%。

磺酸功能化壳聚糖催化合成氧杂蒽二酮衍生物

壳聚糖是自然界中储量仅次于纤维素的生物质资源，具有价廉、无毒、可生物降解等优点。由于其分子中含有氨基和羟基等活性位点，易于通过简单的化学修饰来制备环境友好型催化剂。采用壳聚糖与氯磺酸的磺化反应，制备了磺酸功能化壳聚糖的固体酸性催化剂，在无溶剂条件下催化芳香醛和5，5-二甲基-1，3-环己二酮（或1，3-环己二酮）反应合成了一系列氧杂葸二酮衍生物，产率达84％～96％。该方法对环境友好、操作简单，且催化剂易于分离和回收使用，符合绿色化学的要求。

磺酸基功能化的MCM-41催化三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应

通过在孔壁上覆盖糠醇聚合物,于不同温度下用浓硫酸直接进行磺化制备了一系列磺酸基功能化的MCM-41介孔材料,并用氮气吸附-脱附、XRD、XPS和红外光谱等方法对其进行了结构表征,以三乙酸甘油酯和甲醇的酯交换反应为模型反应研究了生物柴油的制备.结果表明,在介孔结构完好的情况下,一定数量的磺酸基嫁接到了MCM-41的孔壁上.催化剂在酯交换反应中表现出良好的反应活性和选择性,其中SO3H-MCM-41(200℃)催化剂在反应进行6 h时,三乙酸甘油酯的转化率达到99.4%,与液体H2SO4等效,反应进行180 min时,乙酸甲酯和甘油的选择性分别达到71.5%和17.4%.

磺酸功能化黄原胶催化四氢苯并[b]吡喃的绿色合成

黄原胶是一种由微生物发酵而生产的多糖,具有稳定性好、安全环保等特性。由于其分子中含有羟基等活性基团,可通过简单的结构修饰来制备环境友好型催化剂。采用黄原胶与氯磺酸的磺化反应,制备了磺酸功能化黄原胶固体酸催化剂,在无溶剂条件下催化芳香醛、丙二腈和双甲酮(或1,3-环己二酮)的3组分缩合反应,以85%~97%的产率合成了一系列四氢苯并[b]吡喃衍生物。该催化剂具有安全无毒、可生物降解且可重复利用等优点,符合绿色和可持续发展化学的理念。

微波辐射下磺酸基功能化离子液体无溶剂催化合成4-甲基香豆素及其衍生物

研究了3种磺酸基功能化离子液体催化香豆素及其衍生物的合成,取代酚与乙酰乙酸乙酯在无溶剂微波辐射条件下,通过Pechmann缩合反应,合成了一系列4-甲基香豆素衍生物,探讨了反应时间、反应温度、催化剂用量、离子液体重复使用性能诸因素对产品产率的影响。结果表明,离子液体[C3SO3Hmim]HSO4是合成目标产物的良好催化剂,微波辐射时间10 min,反应温度100℃,n(酚)∶n(乙酰乙酸乙酯)=1∶1,催化剂用量x([C3SO3Hmim]HSO4)=20%时,最高产率可达94%。该法反应条件温和,操作简便,产物易分离,产率高,环境友好,离子液体可重复使用4次。

磺酸功能化胆碱的制备及其在吲唑并[2,1-b]酞嗪-1,6,11-三酮合成中的应用

以氯化胆碱为主要原料,制备了一种环境友好型催化剂--磺酸功能化胆碱。在磺酸功能化胆碱用量10%、反应温度80℃的条件下,不同取代基芳香醛与5,5-二甲基-1,3-环己二酮(或1,3-环己二酮)和邻苯二甲酰肼在水相中顺利完成3组分“一锅煮”反应,以83%~95%的产率合成了一系列目标化合物。该方法反应条件温和,底物普适性和官能团兼容性优良,后处理操作简便,催化剂重复利用6次后仍保持较高的催化活性,符合绿色化学与清洁生产的发展理念。