季铵盐离子液体催化α-烯烃聚合的研究

以三甲胺盐酸盐和AlCl3为原料合成不同摩尔比的离子液体催化剂,测试了不同反应条件对1-癸烯齐聚产物性能的影响,采用GPC(高温凝胶色谱)和FT-IR(傅里叶红外光谱)对齐聚物进行测试。结果表明,在n(三甲胺盐酸盐)∶n(氯化铝)=1∶2.5、聚合温度为90℃、用量为5%、时间为6 h的反应条件下,得到的1-癸烯齐聚物在40℃和100℃的运动黏度分别为59.67 mm^(2)/s和10.62 mm^(2)/s,转化率为89.3%,凝点为-61.4℃,具有很好的低温流动性。当回收催化剂与新制催化剂的质量比为9∶1时,聚合产物的性能浮动较小,表明催化剂可重复使用,经济效益好。

对甲苯磺酸季铵盐离子液体催化酯交换反应制备生物柴油

合成了4种不同阳离子的-SO3H功能化对甲苯磺酸季铵盐离子液体,并用FT-IR和NMR表征结构,结果表明,合成的离子液体符合其理论结构特征。热重分析实验表明离子液体的分解温度都在200℃以上,可以作为合成生物柴油的催化剂;采用吡啶红外探针法测定其酸性大小,实验结果表明其酸性受阳离子烷基侧链影响,烷基侧链越短或越少,酸性越强,但相差不大。以它们为催化剂进行了三油酸甘油酯酯交换反应制备生物柴油的研究,实验表明,这些-SO3H功能化对甲苯磺酸季铵盐离子液体的催化活性都较高,油酸甲酯的产率与离子液体的酸性顺序一致,正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵的催化活性最高。考察了正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵离子液体用量、醇油摩尔比、反应时间、反应温度对生物柴油产率的影响规律。实验结果表明,在甲醇、油脂和离子液体的摩尔比为12:1:0.167,反应温度130℃下反应4 h,油酸甲酯的产率可达到92.16%;将反应后离子液体相中的甲醇蒸出,再用乙酸乙酯将其中的甘油萃取出来,剩余的离子液体直接用于下次的酯交换反应,油酸甲酯的产率无明显降低,表明离子液体的稳定性好,回收的离子液体可循环使用。

季铵盐离子液体的合成及表征

以三乙胺和苄氯为原料,通过中间体氯化苄基三乙胺盐([Nbz222]Cl)的阴离子交换反应合成了5种目标产物:苄基三乙胺四氟硼酸盐([Nbz222]BF4),苄基三乙胺六氟磷酸盐([Nbz222]PF6),苄基三乙胺硫酸氢盐([Nbz222]HSO4),苄基三乙胺磷酸二氢盐([Nbz222]H2PO4)和苄基三乙胺咪唑盐([Nbz222]Im),产物的结构通过FTIR、1HNMR、13CNMR、ESI-MS、元素分析得以确认。除[Nbz222]PF6之外,其余4种目标产物的熔点均低于100℃。热分析表明,目标离子液体的热稳定性顺序为:[Nbz222]HSO4>[Nbz222]BF4>[Nbz222]Im>[Nbz222]H2PO4,其中[Nbz222]HSO4具有较好的热稳定性,热分解温度在260℃左右。目标离子液体均有一定的吸水性并在极性溶剂中有较好的溶解性。

LiFePO_4在季铵盐离子液体电解液中的电化学性能

应用循环伏安和恒电流充放电等方法研究了橄榄石型LiFePO4正极材料在季铵盐离子液体电解液中的电化学嵌脱锂性质。研究表明:电极的扫描速率和工作温度均可影响LiFePO4正极材料的充放电容量和循环性能。

添加季铵盐离子液体润滑脂的摩擦学性能

以布洛芬为阴离子、季铵盐为阳离子制备了2种环境友好的季铵盐离子液体——三辛基十四烷基铵布洛芬(N 88814 -Ibu)和三辛基丁基铵布洛芬(N 8884 -Ibu),然后将其添加到PAO10复合锂基润滑脂(G)中,用四球摩擦试验机考察其摩擦学性能。结果表明,上述季铵盐离子液体添加到PAO10复合锂基润滑脂中表现出优异的减摩抗磨性能。N 88814 -Ibu-G的减摩抗磨性能优于N 8884 -Ibu-G,加入的质量分数为3%时,N 8884 -Ibu-G和N 88814 -Ibu-G的减摩抗磨性能最佳。EDS谱分析表明,季铵盐离子液体能够显著地降低摩擦磨损是因为在摩擦副表面形成了含N元素的化学反应膜。

季铵盐型离子液体催化合成乙酸正丁酯

一步法制备了4种季铵盐型离子液体,并用FT-IR和1 H NMR表征结构。结果表明所合成的离子液体符合其理论结构;以它们为催化剂进行了乙酸正丁酯的合成研究,在相同条件下乙酸正丁酯的产率顺序为[Et2NH2][HSO4]>[Et3NH][HSO4]>[n-Pro3NH][HSO4]>[n-But3NH][HSO4],并且[Et2NH2][HSO4]和[Et3NH][HSO4]与产物不互溶,而[n-Pro3NH][HSO4]和[n-But3NH][HSO4]与产物互溶,表明季铵盐离子液体的催化活性和极性都随阳离子链长度的增加而降低。以三乙胺硫酸为催化剂考察了反应时间、反应温度、醇酸摩尔比和离子液体用量对乙酸正丁酯产率的影响规律,结果表明:在n(正丁醇)∶n(乙酸)∶n(离子液体)=1∶2∶0.25,反应时间8h,反应温度90℃的条件下乙酸正丁酯的产率达到81.94%。采用减压蒸馏,除去离子液体相中的水、乙酸正丁酯和未反应的原料,将离子液体进行循环使用4次,结果表明乙酸正丁酯的产率没有明显下降,说明离子液体的稳定性和循环使用性较好。

季铵盐型离子液体合成与应用的研究进展

总结了离子液体的通用合成方法,归纳了季铵盐型离子液体在Friedel-Crafts烷基化反应、Heck反应、酯化反应和电化学及萃取等领域的应用。

季铵盐型离子液体催化合成双酚A的研究

以氯铝酸N,N二甲基苯胺盐酸盐离子液体为催化剂,催化苯酚和丙酮缩合反应合成双酚A.通过与无机催化剂三氯化铝对比,得出最佳反应条件：物质的量之比（苯酚∶丙酮∶离子液体=8∶1∶1）,反应溶剂甲苯,反应温度45℃等,产物熔点155.8～158.2℃,产率最高为88.7%.

离子液体/季铵盐辅助氯过氧化物酶促氧化合成聚酚

基于氯过氧化物酶(CPO)催化氧化苯酚衍生物单体,建立了一个聚酚的绿色合成体系.以对苯基苯酚、对甲基苯酚、4-乙基苯酚、对羟基肉桂酸、对异丙基苯酚和邻甲基苯酚等6种底物为考察对象,以聚合物的产率、聚合度及热稳定性为评价指标,研究了体系中引入离子液体(ILs)或季铵盐(QAS)以及底物结构和反应微环境等对聚合反应和聚合物性质的影响.结果表明,引入少量咪唑类ILs或QAS可有效提高产物收率,其中ILs/QAS的阳离子基团越大和疏水链越短,越有利于酶催化聚合反应的进行;而ILs/QAS添加量的影响则呈现"钟罩"型规律.同时,苯酚对位取代远比邻位取代有利于聚合反应进行;而对位取代基中烷基类给电子基团比芳香基取代更有优势,所得聚合物的聚合度和热稳定性相对增大,但随着取代基团的增大,其空间位阻不利于聚合物产率的提高;反应体系的p H应控制在弱酸性至近中性,以避免竞争性的副反应的发生;而氧化剂H_2O_2则需要采用间歇式加入以抑制瞬时过浓导致CPO活性中心卟啉环的氧化损伤.基于CPO的活性中心结构分析了聚合机理.