离子液体表面活性剂模板控制Nd_(2)O_(3)纳米颗粒的合成和形貌演化研究

研制一种新型离子液体表面活性剂模板,用于合成具有不同形态的单分散钕纳米颗粒。研究表面活性剂浓度和种类对制备过程的影响,采用多种分析技术对前驱体和Nd_(2)O_(3)纳米颗粒进行测定。结果表明,添加的表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(Cocoamidopropyl Betaine,CAPB)或1-十四烷基-3-甲基咪唑氯([C14mim]Cl)离子液体对产物有很大影响。随着CAPB浓度从0到20倍临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)的增加,Nd_(2)O_(3)的形貌从短纳米棒、纳米球、不规则薄片和高度规则的叶状纳米颗粒向环球形纳米颗粒转变,上述Nd_(2)O_(3)的物相都相同。然而,从形貌来看,添加[C14mim]Cl制备的Nd_(2)O_(3)与添加CAPB制备的Nd_(2)O_(3)有很大不同。表面活性剂浓度影响沉淀过程,表面活性剂形成不同的胶束结构,作为引导沉淀反应的液体模板。该合成过程简单,离子液体表面活性剂可用于制备纳米颗粒,组装具有新结构和新功能的纳米材料。

BMIC-AlCl_3离子液体的电化学性能

研究了酸性BMIC-xAlCl3(氯化-1-丁基-3-甲基咪唑-AlCl3)离子液体的电化学性能。结果表明,x(AlCl3)(AlCl3的摩尔分数)对离子液体的电化学性能有着较大的影响。当0.5<x(AlCl3)<0.667时,随着x(AlCl3)的增大,离子液体电导率升高,阴极电流密度增大,阴极电流效率增大;但当x(AlCl3)>0.667时,随着x(AlCl3)进一步增大,电导率开始下降,阴极电流密度减小,阴极电流效率减小。沉积层随着x(AlCl3)的增大变得平整致密。此外,红外光谱研究发现,随着x(AlCl3)的增大,AlCl4-的吸收峰逐渐减弱,Al2Cl-7的吸收峰增强,但当x(AlCl3)>0.667时,Al2Cl-7的吸收峰又稍有减弱。

3种离子液体对超声辅助水蒸气蒸馏提取马齿苋挥发油的影响

目的考察1-丁基-3-甲基咪唑溴([BMIM]Br)、1-己基-3-甲基咪唑溴([HMIM]Br)、1-辛基-3-甲基咪唑溴([OMIM]Br)离子液体对超声辅助水蒸气蒸馏提取马齿苋挥发油的影响。方法以离子液体与水比例为1:60提取挥发油,GC-MS法分析成分。结果3种离子液体提取所得挥发油的提取率均比水提取高,其中[HMIM]Br、[OMIM]Br提取后成分也多于水提取。结论1-烷基-3-甲基咪唑溴类离子液体有助于马齿苋挥发油提取。

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。

AlCl_(3)/urea类离子液体电沉积铝

类离子液体是一种新型溶剂,不仅具有离子液体独特的物理化学性能,还具有合成简单、价格低廉等优点,在电沉积铝技术方面具有广阔的应用前景。但目前相关的作用机制还未明确,从而影响类离子液体电解生产铝和电解精炼铝新工艺的开发应用。因此,本文以三氯化铝/尿素(AlCl_(3)/urea)类离子液体为电解质,利用电导率仪、黏度计、线性扫描伏安法、场发射电子扫描显微镜(FE–SEM)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段研究了AlCl_(3)/urea类离子液体的物理化学性质、铝在电解质中的电化学行为及铝沉积产物的形貌和物相结构;系统分析AlCl_(3)/urea摩尔比和温度对体系电导率和黏度的影响,研究温度对铝离子析出电位、铝离子还原反应过程动力学、沉积铝形貌和结构的影响规律。结果表明:相同条件下,摩尔比为1.3∶1.0的AlCl_(3)/urea电解质电导率最大,黏度最小,物理化学性质较为优良,且其电导活化能为19.82 kJ·mol(–1)。升温促进了电荷迁移反应,使得金属铝的析出电位正移,交换电流密度增大,说明较高的温度有利于加快Al(Ⅲ)离子在铜基体上的还原;温度的变化对铝沉积产物的表观形貌影响不大,均由不规则的微米块体组成,但对粒径和致密性有一定影响;晶粒的生长方式也受到了温度的影响,但都具有(111)晶面优先取向。

纳米Fe_(3)O_(4)颗粒对离子液体润滑减摩及电控增摩性能的影响

目的提高离子液体在常态环境下的润滑减摩能力及电场条件下的电控增摩响应特性。方法将合成油酸改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,制备了不同浓度的离子液体基铁磁流体,通过利用自制载流摩擦磨损试验机,分别模拟测试了常态环境与电场环境下纯离子液体与离子液体基铁磁流体摩擦因数的变化,同时利用白光干涉仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对比分析了磨损形貌。结果在常态环境下,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的“滚珠减摩效应”显著提高了离子液体在常态环境中的润滑效果。随着纳米Fe_(3)O_(4)颗粒质量分数的增加,磨痕逐渐变得光滑平整,剥落和磨粒聚集现象也逐渐消失,尤其是当质量分数为30%时,试样磨痕内部仅有较浅的犁沟和轻微的划痕,此时的摩擦因数也展现出了极低的水平,约为0.04,远低于纯离子液体润滑时的0.085。同时纳米颗粒的“电致沉积效应”增强了离子液体在电场环境中的电控增摩响应能力,当电流强度达到20 A时,对于质量分数为30%的离子液体基铁磁流体,摩擦因数瞬时提高了近1倍,增幅达到了0.039,是相同条件下纯离子液体摩擦因数增长幅度的4倍。结论将合成改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,成功制备了离子液体基铁磁流体,并且通过调控纳米颗粒含量,显著提高了离子液体的润滑性能和电控增摩响应能力。

1-烯丙基,3-甲基咪唑室温离子液体的合成及其对纤维素溶解性能的初步研究

A novel room-temperature ionic liquid (RTIL),1-allyl,3-methylimidazolium chloride (［AMIM］Cl),was synthesized,ch aracterized and used for dissolving cellulose.The solubility of cellulose in ［ AMIM］Cl was better than in 1-butyl,3-methylimidazolium (［BMIM］Cl).The pris tine cellulose and two cellulose samples regenerated from ［AMIM］Cl and ［BMIM ］Cl solutions were compared by FTIR,WAXD and TGA measurements.Results show t hat these two RTILs are non-derivatizing solvents for cellulose.After regenera tion from RTIL solutions,the crystalline form of cellulose films is completely transformed from cellulose Ⅰ to cellulose Ⅱ.Compared to pristine cellulose,t he regenerated cellulose exhibits a lower onset temperature of thermal decomposi tion,with a higher char yield.

用Et_3NHCl-AlCl_3离子液体催化异丁烷/丁烯的烷基化反应

用盐酸三乙基胺和无水AlCl_3构成的离子液体催化异丁烷与丁烯的烷基化反应。结果表明,该室温离子液体有着较好的催化活性,当参与合成的无水AlCl_3摩尔分数为0.67,烷基化反应温度为65℃时,丁烯转化率达100％,烷基化油收率达到转化的丁烯体积的160％以上,对C_8的选择性为50％以上,并且离子液体可以重复使用。

离子液体介质中FeCl_3·6H_2O催化下芳香醛与5,5-二甲基-1,3-环己二酮的缩合反应

考察了在离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])介质中,芳香醛与5,5-二甲基-1,3-环己二酮的缩合反应.实验结果表明,在催化量的FeCl3?6H2O存在下,该反应可高产率地生成氧杂蒽二酮类化合物3;而在TMSCl/FeCl3?6H2O复合催化体系的催化下,则得到氧杂蒽二酮类化合物的开环衍生物4,反应具有非常好的选择性.该论文提供的方法操作简单、产率高、选择性好而且对环境友好.在反应结束后,所用催化剂及离子液体都很容易回收,并能有效重复使用.

过渡金属离子液体EMIFeCl_3的性质研究

在干燥高纯氩气氛的手套箱内，直接将摩尔比为1：1的高纯无水FeCl，与氯化1-甲基-3-乙基咪唑（EMIC）混合，得到棕色透明的离子液体EMIFeCl4．在293．15-343．15K温度范围内测定了该离子液体的密度和表面张力．利用Glasser经验方程和空隙模型研究了EMIFeCl4的性质，并与离子液体EMIAlCl4进行比较，指出空隙模型具有一定的合理性．

室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的合成研究

由1-甲基咪唑和溴代正丁烷合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑,讨论了温度和反应自身放热对此步反应的影响。中间体再经过阴离子交换,得到了标题化合物,收率为92%。产物的结构经IR和1HNMR确认。

氯化胆碱添加剂对[Bmim]Cl-AlCl_3离子液体体系电解精炼铝的影响

研究了AlCl3摩尔分数为0.667的[Bmim]Cl-AlCl3离子液体体系中氯化胆碱(ChCl)添加剂对体系电导率及电解精炼铝的影响.结果表明,当ChCl浓度小于8mmol/L时,体系的电导率随ChCl浓度增加而显著提高,但ChCl浓度进一步增加体系的电导率逐渐降低.添加少量ChCl后,阴极还原峰电位正移,还原峰电流逐渐降低.在温度373K和电流密度50A/m2条件下添加5mmol/LChCl进行恒电流电解,电解过程的槽电压显著降低,阴极电流效率显著提高(接近100%),直流电耗仅为0.611kW·h/kg,只有纯离子液体体系电解铝的50%,且在低碳钢基体上得到的铝沉积层光滑致密、晶粒细化.

从2AlCl_3/Et_3NHCl离子液体中电沉积制备Ni和Ni-Al合金

在含Ni2+的2AlCl3/Et3NHCl离子液体中的铜电极上通过恒电位电沉积制备出金属Ni和Ni-Al合金.采用循环伏安和计时电流方法,揭示铜电极上沉积金属Ni的成核机理,研究了电沉积Ni-Al合金的机理,以及恒电位沉积Ni-Al合金工艺条件对沉积Ni-Al合金表面形貌和电流效率的影响.结果表明:在铜电极上电沉积金属Ni的成核机理为受扩散控制的三维瞬时成核过程.在电量≥3.0C时,电沉积Ni-Al合金的组成基本不再变化.Ni-Al合金的电沉积机理为,Ni的电沉积受扩散控制,同时进行Al的欠电位沉积,在Ni-Al合金电沉积过程中某些Ni-Al合金相的沉积可能受动力学限制而使Ni-Al合金的组成偏离热力学预测结果.在电沉积Ni-Al合金的沉积电流小且平稳,电沉积速率慢条件下,Ni-Al合金表面形貌致密均一,反之就会出现瘤节.电沉积Ni-Al合金的电流效率>90%.电沉积物的组成接近于Ni3Al合金.

AlCl_3-BMIC离子液体的电导率

研究AlCl3-BMIC(氯化-1-甲基-3-丁基咪唑)离子液体电导率与温度、组分之间的关系。结果表明:当离子液体中AlCl3的摩尔分数x(AlCl3)<0.667时,离子液体的电导率随着x(AlCl3)的增加而增大;但在0.667<x(AlCl3)<0.692区域内,x(AlCl3)对电导率影响不大;随着温度的升高,AlCl3-BMIC离子液体的电导率增大,电导率κ与温度t的关系符合Kohlraush经验公式;在x(AlCl3)<0.5的路易斯碱性区域,温度系数α、β均随着x(AlCl3)的增大而减小;而在x(AlCl3)>0.5的路易斯酸性区域,x(AlCl3)对温度系数α、β的影响均不明显。

室温离子液体FeCl_3-BPC体系的研究

在充有高纯氮气的干燥手套箱内 ,将无水FeCl3 和氯化正丁基吡啶混合 ,用称重法准确配制不同组成FeCl3 和BPC混合样品 ,利用DSC方法绘制了FeCl3 BPC二元体系相图·提出了室温离子液体窗口和室温离子液体深度两个概念 ,用来衡量形成室温离子液体的能力及其性质·根据相图 ,指出了这个体系能形成含过渡金属的室温离子液体 。

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯的制备与应用

以磷酸三丁酯和N-甲基咪唑为原料,一步合成出了1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯盐。该产品为一种新型的水溶性离子液体,浅棕色,其在25℃下的黏度和密度分别为3.45×10-3Pa.s和1.045 kg/m3。经电喷雾质谱测定其阴阳离子分别为磷酸二丁酯[(BuO)2P(O)O]-和1-丁基-3-甲基咪唑。由于空间位阻的影响,无论磷酸三丁酯和N-甲基咪唑的摩尔比如何,其产物中只有磷酸二丁酯阴离子,因此产物纯度高,易分离。实验表明,该离子液体对汽油中的3-甲基噻吩和二苯并噻吩具有良好的萃取效果,可望用于汽柴油的脱硫过程。

[C_nmim]Br/FeCl_3型离子液体萃取脱除二苯并噻吩

合成了6种咪唑型离子液体[C3—8mim]Br/FeCl3,采用红外光谱和拉曼光谱对其进行表征,并考察了离子液体对二苯并噻吩的萃取脱除效果。结果发现,[C3mim]Br/FeCl3的萃取脱硫效果最佳,升高温度和增大剂油比均有利于脱硫率的提高,剂油比1∶1(体积比)时,萃取时间达到12min就可使脱硫率高达92%。且萃取反应完成后,离子液体不做处理继续重复使用,重复使用5次,脱硫率可以达到60%。

室温离子液体FeCl_3-BPC体系的研究

利用差示扫描量热法(DSC)建立了无水三氯化铁和氯化正丁基吡啶(BPC)二元体系相图．依据相图,FeCl3和BPC形成室温离子液体的窗口是x=0．26-0．58;室温离子液体的深度是80℃．利用UHF／6．31G对FeCl3,FeCl4,Fe2Cl7等配合物的几何结构、键长、能量和Raman频率进行优化,从头算和Raman光谱证实了相图中FeCl3摩尔分数x=0．50处有稳定化合物存在,FeCl4是主要阴离子;x=0．67处,FeCl4,Fe2Cl7是主要阴离子．

铝基离子液体（BMIM）Br-AlCl3的制备与电沉积应用

在高纯氩气气氛下，将AlCl3与溴化1-丁基-3-甲基咪唑（BMIM）Br反应合成透明的铝基离子液体（BMIM）Br-AlCl3；采用红外光谱仪、扫描电镜及X射线能谱仪对其结构进行表征。在298．15K下进行16h铝电沉积实验，通过循环伏安曲线法测定其电化学窗口。研究结果表明：铝基离子液体（BMIM）Br-AlCl3的电化学窗口为3．40V；扫描电镜分析表明，阴极新生态的铝晶粒生长完整、晶界完善；X射线能谱分析阴极表面新生态铝的结果显示主元素为铝，微量元素为氧。

离子液体作为Si_3N_4-Ti_3SiC_2摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究

采用SRV摩擦磨损试验机在室温及100℃下考察了两种离子液体(L-B106和L-P106)、丙三醇、水作为Si3N4-Ti3SiC2摩擦副润滑剂的摩擦学行为,利用扫描电子显微镜(SEM)及X光电子能谱(XPS)对磨损表面进行了分析.结果表明:室温、20 N条件下,两种离子液体和丙三醇抗磨和减摩性能相当,室温、100℃条件下,L-P106相较于L-B106具有更好的润滑性能,且其抗磨和减摩性能均优于丙三醇,作为Si3N4-Ti3SiC2摩擦副润滑剂具有在苛刻环境条件下使用的应用前景.XPS分析结果表明:Ti3SiC2材料在摩擦过程中在摩擦热作用下生成了SiO x、TiO2,进而有效提高了Ti3SiC2摩擦副材料的抗磨损性能;此外,离子液体中的活性元素在Si3N4-Ti3SiC2摩擦副表面发生了复杂的摩擦化学反应,生成了由氟化钛、磷酸钛及硼酸钛等组成的具有减摩和抗磨性能的边界润滑膜.