新型酰基氨基酸类质子化离子液体的合成及其吸收CO_(2)的研究

本研究通过烷基乙二胺和酰基丙氨酸的酸碱中和反应,合成由质子化烷基(=己基/HHex、异辛基/HEtHex)乙二胺阳离子与酰基(=辛酰基/Oct、癸酰基/Dec及月桂酰基/Dod)丙氨酸根阴离子组成的两大类六种新型酰基氨基酸类质子化离子液体(Acylamino acid protic ionic liquids,AA-PILs),即HHex-Octala,HHex-Decala,HHex-Dodala,和HEtHex-Octala,HEtHex-Decala,HEtHex-Dodala型AA-PILs。并通过测定HEtHex型AA-PILs与水(摩尔比1∶10)混合体系吸收CO_(2)后的^(13)C-NMR谱图和密度、粘度、pH及电导率等物性,研究烷基乙二胺型AA-PILs的吸收CO_(2)的性能。室温条件下,HHex型AA-PILs为固态,其热分解温度和熔点分别在196℃~202℃和75℃~77℃范围内,其阳离子结构对其熔点影响较大;HEtHex型AA-PILs为近似室温ILs,其热分解温度和熔点在182℃~188℃和30℃~34℃范围内,可以看出该6种AA-PILs的热稳定性较好。上述AA-PILs的头部均为极性基团而显示较强的亲水性,易溶于水和甲醇、乙醇等极性溶剂,同时其侧链为烷基链而显示疏水性,因此,也能溶于氯仿等疏水性溶剂。吸收CO_(2)后HEtHex型AA-PILs/水混合体系的物性有以下变化,即,粘度呈升高趋势,电导率呈降低趋势;然而,pH和密度值无显著变化。HEtHEx型AA-PILs中具有螯合胺结构,其作为绿色吸收剂,与传统胺类吸收剂和单胺类PILs比较,对CO_(2)等工业废气的吸收能力应为更优良。

双刚性杂化分子的溶液自组装研究

为了了解以非共价键结合的双刚性杂化分子在不同溶剂体系下的溶液自组装,本文利用氨丙基七异丁基多面体低聚硅氧烷(Si_(8)O_(12)NC_(31)H_(71),简称BPOSS-NH_(2))与亲水性硅酸钨(H_(4)SiW_(12)O_(40),简称HSiW)发生氨基质子化反应,形成双亲性杂化分子。通过核磁光谱、红外光谱、元素分析确定了杂化分子的成分。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜对溶液中自组装的纳米结构进行了表征。研究发现,质子化得到的杂化分子在丙酮-水体系中能够组装成层状的规则二维纳米片。当溶剂体系改为四氢呋喃-水时,杂化分子能够组装得到三维囊泡。在丙酮-水体系中,在组装过程中随着水的加入,杂化分子中的BPOSS-NH2的溶解度变小,导致该双亲性杂化分子缺乏分子运动性,所以最终组装体为层状规则二维纳米片。在四氢呋喃-水体系中,尽管组装过程中有水的加入,由于BPOSS-NH_(2)在四氢呋喃中的溶解度较高,所以杂化分子中的BPOSS-NH_(2)具有一定的分子运动性,因而在自组装初期形成的双层结构具有一定的柔性,可以形成二维曲面,最终得到空心囊泡结构。