氯化胆碱-尿素中电沉积制备Co-Fe-Ce/NF电极及其析氢性能研究

为了制备在碱性环境中具备低过电位、高效稳定的电极,在不同的沉积电位下于氯化胆碱-尿素(ChCl-urea)中电沉积制备出5种Co-Fe-Ce/NF电极。通过SEM、EDX、XPS对电极表面形貌、元素质量分数及分布和元素化学状态进行表征,并结合线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗技术(EIS)和循环伏安法(CV)进行电化学性能测试。结果表明,在-1.20 V的沉积电位下制备的Co-Fe-Ce/NF-2电极表现出优异的析氢催化性能,具备更快的析氢反应动力学过程。对电极进行加速耐久性(ADT)与计时电流法(I-t)测试,结果表明Co-Fe-Ce/NF-2电极在碱性环境中稳定性良好。

氯化胆碱-尿素低共熔离子液体电沉积Zn的工艺改进

配制了氯化胆碱和尿素电解液(CU电解液),采用单因素试验方法,通过微观形貌观察、电化学性能测试、显微硬度测试等研究了主盐(ZnCl_(2))浓度、温度、时间、电流密度等对(锌)镀层耐蚀性的影响。结果表明:当ZnCl_(2)浓度为0.5 mol·L^(-1),温度为70℃,时间为20 min,电流密度为1.2 A·cm^(-2)时,沉积所得镀层在3.5%NaCl中的耐蚀性最优,显微硬度较高(109 HV),外观质量较好(表面粗糙度为0.498μm)。

钴锌合金在氯化胆碱-尿素离子液体中的电沉积行为

为探索新型的Co-Zn合金电镀工艺,在氯化胆碱-尿素离子液体中电沉积了钴锌合金镀层,探讨了阴极电位、Co(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)浓度比、温度及时间等工艺参数对电沉积的影响,并对合金镀层性能进行了测试。结果表明:在氯化胆碱-尿素离子液体中,控制体系的组成和沉积条件,可得到表面均匀、附着力强、有金属光泽的非晶态Co-Zn合金镀层,其中Co的质量分数可达90%。

氯化胆碱-尿素离子液体中镁合金表面电沉积电流密度对镀锌层性能的影响

为了提高AM60B镁合金的耐腐蚀性能,以氯化胆碱-尿素(Reline)离子液体为电镀液,在AM60B镁合金表面脉冲电镀锌。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及涂层厚度测量仪研究了电沉积电流密度对镀锌层微观形貌及结构的影响;采用电化学极化曲线测试了不同电流密度下所得镀锌层的耐腐蚀性能。结果表明:随着电流密度的增加,镀锌层的晶粒逐渐变大,孔洞等缺陷减少,耐腐蚀性能先增强后减弱;当电流密度为5.0 mA/cm2时,镀锌层均匀致密、光亮、无明显缺陷、与基体结合力好、耐腐蚀性能最佳。

氯化胆碱-尿素-V_(2)O_(5)溶液黏度和电导率的研究

氯化胆碱-尿素(ChCl-urea)低共熔溶剂可很好地溶解某些金属氧化物,为金属氧化物的电化学还原制备金属单质提供了一条新的途径。系统测定不同温度与V_(2)O_(5)浓度下ChCl-urea低共熔型离子液体的黏度和电导率。结果表明,ChCl-urea-V_(2)O_(5)溶液的黏度随温度的升高而降低,随V_(2)O_(5)浓度的升高则逐渐增大;电导率随温度的升高而增大,V_(2)O_(5)浓度对溶液电导率有一定影响,但变化范围较小。选择较高的反应温度与合适的V_(2)O_(5)浓度有利于后续V5+的还原和钒的提取。

氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中Cu(Ⅰ)离子的电化学性能研究

以加入氯化亚铜的氯化胆碱-尿素(ChCl-Urea-CuCl)低共熔溶剂为电解液,研究了Cu(Ⅰ)离子在ChCl-Urea低共熔溶剂中的电化学性能。结果表明:ChCl-Urea-CuCl电解液的电导率随温度的升高而增大,但随着CuCl浓度的增加呈先增大后减小的趋势;黏度的变化规律与电导率相反。此外,在ChCl-Urea-CuCl电解液中Cu(Ⅰ)离子的还原是受扩散控制的准可逆反应;Cu(Ⅰ)离子的扩散系数随温度的升高而增大,但随着CuCl浓度的增加呈先增大后减小的趋势,这主要与Cu(Ⅰ)离子在ChCl-Urea低共熔溶剂中的存在形式有关。

氯化胆碱-尿素低共熔离子液体的粘度和电导率

在常压下298 353 K温度范围内分别测定氯化胆碱-尿素离子液体的粘度和电导率,研究温度、乳酸、水对其粘度、电导率的影响规律.结果表明,在所研究的温度范围内,离子液体具有较低的粘度和较好的导电性,粘度随温度的升高而减小,电导率随温度的升高而增大,粘度、电导率随温度的变化规律均符合Arrhenius经验公式和VTF方程,由此计算得到粘滞活化能、电导活化能,且粘度与电导率之间的关系符合Walden规则.乳酸、水的加入使离子液体的粘度减小、电导率增大,且随温度的升高,其含量对粘度的影响不再明显.

尿素-氯化胆碱低共熔溶剂催化聚酰胺酸亚胺化

该文报道了以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体制备聚酰亚胺(PI)的清洁过程。首先,在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中获得聚酰胺酸(PAA);然后,以尿素-氯化胆碱低共熔溶剂(DES)为催化剂,乙酸酐为脱水剂,协同实现PAA亚胺化。所得产物PI可通过简单过滤分离。用FTIR、TGA-DSC和元素分析对PAA和PI的结构进行了表征。考察了反应时间、反应温度、DES催化剂与脱水剂用量对PAA亚胺化反应的影响。得到亚胺化最佳反应条件为:温度80℃,DES与乙酸酐体积比1∶2、PAA与DES物质的量比1∶2。红外表征结果证实了亚胺键的生成。此外,DES和DMF可重复使用,反应过程绿色,不使用有毒有害的吡啶、咪唑和喹啉类催化剂。

尿素-氯化胆碱低共熔体系提取羊毛角蛋白

以尿素-氯化胆碱低共熔体系为提取剂从羊毛纤维中提取羊毛角蛋白。最佳的条件为:溶解温度130℃、溶解时间180min、m(羊毛):m(尿素-氯化胆碱低共熔体系)=1:33。采用FTIR、Raman、XRD、SDS-PAGE和TGA对原羊毛和再生羊毛角蛋白的结构进行了表征。结果表明:通过低共熔体系溶解再生得到的羊毛角蛋白,其主链结构得到了保留,但是与原羊毛相比,再生羊毛角蛋白中的?-螺旋结构数量减少,耐热性变差。

菠萝纤维的超声波辅助低共熔溶剂脱胶工艺

采用氯化胆碱-尿素为低共熔溶剂,应用正交试验法优化超声波辅助低共熔溶剂对菠萝纤维的脱胶工艺。以菠萝纤维的残胶率、断裂强度、白度为评价指标,选取含水量、超声功率、超声温度为自变量设计正交试验,得到最佳的脱胶工艺为:氯化胆碱和尿素物质的量比1∶2.0,含水量20%,超声功率80 W,超声温度60℃,超声时间40 min。在此条件下测得纤维残胶率3.54%,断裂强度4.23 cN/dtex,白度85.2。

铜负载聚酰亚胺光-芬顿降解甲基橙研究

采用尿素-氯化胆碱DES辅助制备了铜负载的聚酰亚胺催化剂,并将其应用于光-芬顿降解甲基橙染料。其中,尿素-氯化胆碱DES可作为溶剂和去质子化试剂,使得铜能更好地负载到聚酰亚胺上。同时,通过SEM、XRD、红外光谱、EDS、TEM、XPS等手段对催化材料进行了表征,验证了铜的负载。进一步探究了催化剂用量、H_(2)O_(2)用量、pH、光照强度、初始浓度等条件对最终降解效率的影响,通过正交试验对实验条件进一步优化,得出甲基橙初始浓度为10 mg·L^(-1)、pH=3、光照强度500 W、H_(2)O_(2)加量0.15 mL、催化剂用量为0.15 g时,可达到甲基橙的几乎完全降解。

氯离子对ChCl-Urea低共熔溶剂中银电沉积的电化学行为影响

以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为基础液,使用循环伏安法、计时电流法、Tafel极化曲线、Gerisher交换电流密度法、扫描电子显微镜以及X射线衍射等方法研究了电沉积银过程中的电沉积机理、电结晶行为,以及NH_(4)Cl存在下对配合物、相组成以及镀层微观形貌等的影响。结果表明,ChCl-Urea体系中氯离子的加入改变了Ag^(+)的还原电位(vs.Ag|AgCl),镀液中Ag^(+)形成了配合物[AgCl_(n)]^(1-n),使还原电位发生了负移,由-0.85 V负移至-0.98 V。通过拟合CA曲线和理论曲线对比发现,Ag(I)在ChCl-Urea DES中的成核方式与氯离子的浓度有关,低浓度下的成核方式具有三维瞬时成核和三维连续成核的混合成核特征,高浓度下的成核方式符合三维瞬时成核。镀液中主要放电络离子是[AgCl_(2)]^(-)。电沉积得到的是紧密颗粒球状纯银镀层,氯离子的加入抑制了枝晶状银镀层的生成。

近红外光谱用于低共熔溶剂中水结构的分析

采用近红外光谱技术研究了含水量(摩尔分数)在5%~95%范围内水结构对低共熔溶剂(DESs)的氢键网络结构的影响.通过分析氯化胆碱与尿素混合后不同时间的近红外光谱,发现了尿素—NH基团与氯化胆碱Cl^(-)相互作用的光谱信息,表明DESs熔点降低的原因主要是NH…Cl^(-)氢键的形成.通过分析不同含水量的DESs-水混合物的近红外光谱,发现了水分子之间以及水分子与尿素中—NH和C=O基团相互作用的光谱信息,表明水在DESs中主要以3种结构存在:类大体积水、与尿素C=O键合的水以及—NH分子间的桥连水.类大体积水破坏DESs中NH…Cl^(-),使体系的稳定性降低,而尿素—NH分子间的桥连水和与C=O键合的水使体系的稳定性增加.DESs中3种水结构的相对比例与含水量有关,含水量在40%~80%既能有效降低体系的黏度,又能维持DESs的性质.

塑料膜中塑化剂(DEHP)低共熔溶剂液相微萃取的开路电位和PM7半经验分子轨道法研究

开路电位法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基)己基酯在尿素-氯化胆碱碳糊电极表面上微萃取行为。在6000s的饱和萃取时间下的开路电位差与邻苯二甲酸二(2-乙基)己基酯在萃取溶液中的浓度呈反比,其表观一级动力学常数为6.35×10-4s^(-1),可应用于不同塑料膜中邻苯二甲酸二(2-乙基)己基酯的相对含量的检测。基于DES与DEHP相互作用的分子簇模型,半经验分子轨道量子化学方法计算了分子簇的热力学参数,表明DES与DEHP相互作用形成分子簇过程为自发过程,三个DES可以支撑一个DEHP分子,为DES萃取有机酯类化合物提供理论依据。

一步法合成Fe_(3)O_(4)@DESs纳米颗粒用于蛋白质的萃取研究

本研究以3种低共熔溶剂(DESs)为溶剂,结合共沉淀法合成不同的Fe_(3)O_(4)@DESs纳米颗粒。研究了基于Fe_(3)O_(4)@DESs的磁性固相萃取法(MSPE)对4种蛋白质(溶菌酶、牛血红蛋白、牛血清白蛋白、卵清蛋白)的萃取效果。实验表明,Fe_(3)O_(4)@氯化胆碱-尿素对溶菌酶的萃取效果最好,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)对Fe_(3)O_(4)@氯化胆碱-尿素的性质和形貌进行了表征。在洗脱实验中,溶菌酶在Fe_(3)O_(4)@氯化胆碱-尿素颗粒上的洗脱率可达94%~98%。在重复性实验中,Fe_(3)O_(4)@氯化胆碱-尿素经15次循环使用后,溶菌酶的萃取率仍保持在90%以上。结果表明,合成的Fe_(3)O_(4)@氯化胆碱-尿素纳米颗粒非常适用于溶菌酶的萃取,是一种稳定、可重复利用、环保的磁性固相萃取材料。

低共熔溶剂体系预处理制备纤维素纳米纤丝及其性能研究

采用氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(DES)体系预处理,结合纳米均质化机械处理将漂白硫酸盐杨木浆纤维制备成纤维素纳米纤丝(CNF),并利用元素分析、扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析和X射线衍射对CNF的性能进行了分析表征,还计算了CNF的聚合度(DP)和制备能耗。研究结果表明:DES预处理可以促进纸浆纤维的润胀,有利于纳米均质化过程中纤维的纤丝化。在均质处理15次下,与未经过DES预处理的纤维原料均质化处理能耗(4.35×107 kW·h/t)相比,DES预处理的纤维原料均质化处理能耗(2.44×107 kW·h/t)降低了43.91%。DES预处理可降低纤维原料的结晶度(ICr),均质处理15次后,未经过和经过DES处理制备所得CNF的结晶度分别为54%与44%;DES预处理还降低了CNF的热稳定性,但对纤维原料的聚合度没有明显影响。均质次数的增加可以促进纤维的纤丝化,同时降低纤维的结晶度和聚合度。红外光谱分析表明DES预处理过程中胆碱阳离子通过静电与纤维素纤维的阴离子基团产生相互作用,元素分析表明CNF中仍存在含氮残留物。

低共熔溶剂提取灵芝多糖的工艺优化及抗氧化活性研究

采用5种低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)提取灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide,GLP),以灵芝多糖得率为指标筛选出最适合的低共熔溶剂是DESs-5即氯化胆碱-尿素(choline chloride-Urea,ChCl-Urea),然后利用响应面法优化灵芝多糖的提取工艺。结果表明,最佳提取条件为DESs-5含量34%,提取时间1.9 h,醇沉时间7.3 h,灵芝多糖得率可达到1.10%。与常规热水浸提法获得的灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide-W,GLP-W)相比,采用该方法获得的灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide choline chloride-Urea,GLP-5)得率提高了83.33%,DPPH自由基清除率提高了20.50%,还原力提高了47.47%,因此DESs作为新型绿色试剂其提取的灵芝多糖不仅得率高而且还具有较强的抗氧化活性。

离子液体合成锂离子电池纳米二氧化钛负极材料

在尿素-氯化胆碱离子液体体系中制备锂离子电池纳米二氧化钛负极材料。采用X射线衍射XRD、扫描电镜SEM、比表面BET分析、恒流充放电技术和交流阻抗EIS测试技术对样品结构、形貌和电化学性能进行表征,结果表明所制备的材料具有良好的电化学性能:80℃时合成的样品颗粒最小,具有最大的表面积(52.1 m^2/g),是孔径为11.6 nm的锐钛矿型二氧化钛,该材料在0.5C倍率下首次放电比容量为213.8 m A·h/g,50次循环后容量保持率为89%。

乙炔法合成氯乙烯用无汞催化剂

采用等体积浸渍法制备氯化亚铜为主要活性组分的Ru基无汞催化剂,在固定床反应器上评价其催化活性。结果表明,多组分复合催化剂活性和稳定性明显高于单一组分催化剂,在反应温度为140℃、空速90 h-1、V(HCl)∶V(C2H2)=1.05条件下进行配方优化,制备的质量分数0.1%RuCl3/20%CuCl/4%BiCl3/AC催化剂反应4 h后乙炔转化率达95.1%,氯乙烯选择性为93.2%;尿素-氯化胆碱溶液改性活性炭后500℃热处理可以显著提高催化剂稳定性。

低共熔溶剂提取黄精多糖工艺优化及抗氧化活性研究

选用不同离子组合的低共熔溶剂提取黄精多糖,筛选确定尿素-氯化胆碱低共熔溶剂提取黄精多糖效果最好,随后在单因素考察的基础上,采用响应面分析法优化尿素-氯化胆碱低共熔溶剂提取黄精多糖的工艺条件,并进行了低共熔溶剂重复利用对多糖提取率和含量的影响研究。通过测定总抗氧化能力、超氧阴离子(O-2)自由基和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率考察黄精多糖体外抗氧化活性。结果表明:低共熔溶剂提取黄精多糖的优化工艺参数为温度70℃、尿素-氯化胆碱物质的量比1.19、时间42.30 min、液料比20.75 mL/g,此条件下的多糖提取率为18.55%,较预测值相对误差为2.69%,比传统的热水浸提法增加了139.97%。低共熔溶剂重复利用不仅对黄精多糖提取率没有影响,在重复利用第3次时提取率最高,较新鲜溶剂提高了83.9%;而且黄精多糖含量随重复次数增加呈不断增加后趋于稳定的趋势,重复利用4、5次后多糖含量基本趋于稳定,达到63.48%、64.12%,说明其纯度不断提高。黄精多糖的O-2自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、总抗氧化能力随质量浓度的增加而增加;在测定的质量浓度范围内,清除O-2自由基和DPPH自由基的IC50分别为0.524、0.951 mg/mL,总抗氧化能力最高为241.2μg/mL。因此,低共熔溶剂法是一种效率高、清洁环保的新型黄精多糖提取方法。