1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用作润滑剂的探讨

合成了含羧酸酯基官能团的功能化离子液体--1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EAMIM]BF4),考察了其物化性质、高低温下的摩擦学性能以及对传统润滑油添加剂的相溶性和感受性,并选择含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐传统离子液体([BMIM]BF4)作为对比。结果表明：两种离子液体具有较好的低温流动性、低的蒸发损失和高的热稳定性;能溶解部分具有强极性和杂环化合物的传统润滑油添加剂,但不能溶解大多数常用的油溶性添加剂,[EAMIM]BF4对添加剂的溶解性比[BMIM]BF4弱;在室温及高温条件下,[EAMIM]BF4由于粘度较大减摩性稍差,但抗磨性比[BMIM]BF4强;极压抗磨剂亚磷酸二正丁酯能提高[BMIM]BF4的抗磨作用,但与[EAMIM]BF4呈现出对抗效应,导致其润滑性能降低。     

含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质

 合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[EAMIM]BF₄),对其物化性质进行了测定,并选择了含有相同烷基的传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF₄)进行对比,在四球摩擦机上研究了这两种离子液体的摩擦学性能,用SEM和XPS对磨斑表面的形貌和主要元素进行了分析,并探讨了两种离子液体不同的润滑机理。结果表明,[EAMIM]BF₄所具有的较高黏度导致其在低载荷下的减摩性稍差,但由于其所含的酯基官能团在摩擦表面形成化学吸附边界润滑膜,故其抗磨性较[BMIM]BF₄好。     

新型马尿酸盐类离子液体的腐蚀性与摩擦学性能

设计开发了3种马尿酸盐类离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑马尿酸盐离子液体[BMIM][Hip]、胆碱马尿酸盐离子液体[CHO][Hip]和三丁基十四烷基鏻马尿酸盐离子液体[P₄₄₄₁₄][Hip],通过电化学和摩擦学方法分别考察了这3种离子液体对低碳钢的腐蚀性,及其作为润滑剂对钢/钢摩擦副的摩擦学性能,并与传统1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIM][BF₄])进行比较。结果表明：传统离子液体[BMIM][BF₄]对低碳钢的腐蚀性较强;合成的3种离子液体对低碳钢的腐蚀性均非常弱,其中[CHO][Hip]对低碳钢的腐蚀性最弱;此外,合成的3种离子液体在钢/钢摩擦副上均表现出优异的摩擦学性能,使用[BMIM][Hip],[CHO][Hip],[P₄₄₄₁₄][Hip]润滑时摩擦副的磨损量分别为使用[BMIM][BF₄]润滑时磨损量的9.3%,5.3%,18.1%。     

甲醇-苯-l-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐物系汽液平衡的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)物系的等压汽液平衡数据;采用UNIFAC方程对实验数据进行了关联。实验结果表明,加入离子液体[OMIM]BF4使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线,[OMIM]BF4含量越大,偏离程度越大。[OMIM]BF4具有明显的盐析效应,能增大甲醇与苯的相对挥发度,随[OMIM]BF4含量的增加,甲醇与苯的相对挥发度增加,当x([OMIM]BF4)=30%时,甲醇-苯物系的共沸点消失。[OMIM]BF4可作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。     

含酯基功能化离子液体的合成表征及其性质

通过两步法合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,采用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,证明了该合成方法的可靠性;对功能化离子液体的基本物化性质、黏温性、吸湿性、溶解性、熔点及热稳定性等进行了研究,并选择了含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的传统离子液体进行对比,发现官能团的引入,使传统烷基咪唑类离子液体呈现出不同的特性.该研究结果为进一步开展功能化离子液体的摩擦学研究打下了基础.     

四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索

制备了环保型绿色离子液体--四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐([BMIM]BF4),主要探讨“绿色合成”方法及其对模型油萃取脱硫的作用效果。在无溶剂条件下将N-甲基咪唑与1-氯代正丁烷通过高产率的亲核取代反应生成中间产物[BMIM]Cl,再使其与NaBF4进行复分解反应生成目标物质,经红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)等测试方法验证可知,产物的分子结构为[BMIM]BF4;考察了萃取时间、温度、含硫化合物种类(苯并噻吩BT或二苯并噻吩DBT)及剂油体积比对脱硫率的影响,在萃取温度40 ℃、萃取时间30 min、剂油体积比1:2的条件下,含DBT模型油的单级萃取脱硫率为54.4% 。对含DBT模型油进行了三级萃取及离子液体回收再利用研究,结果表明,三级萃取脱硫率达到90%,离子液体可回收利用。     

1-苄基-4-甲基吡啶盐离子液体的合成及其电导性能的研究

以4-甲基吡啶和苄基溴为原料,采用直接合成法和阴离子交换法分别合成了溴化1-苄基-4-甲基吡啶([BMPy].Br)、1-苄基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐([BMPy]BF4)和1-苄基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐([BMPy]PF6)3种吡啶盐离子液体;分别对3种离子液体进行了元素分析、DSC分析、溶解性能和电导性能的测定。实验结果表明,3种离子液体的熔点较高且具有较高的热稳定性,热稳定性由高到低的顺序为:[BMPy]PF6≈[BMPy]BF4>[BMPy]Br。3种离子液体在极性不同的溶剂中具有不同的溶解性能;在10-5～10-4mol/L的浓度范围内其电导率均随温度的升高和浓度的增加而增大;溶剂不同,离子液体的解离-缔合状态不同,电导性能有很大差别;[BMPy]Br在二甲基甲酰胺(DMF)溶液中的极限电导率最大,表明其在DMF溶液中离解成阴、阳离子的能力最强;3种离子液体的电导率随温度的变化均符合Arrhenius公式。     

催化裂化柴油馏分在离子液体中扩散行为的分子动力学模拟研究

为了研究催化裂化柴油馏分烃分子在离子液体1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C6mim][BF4])中的扩散行为,采用分子模拟方法,以烃分子/[C6mim][BF4]共混模型体系为研究对象,计算不同烃分子在[C6mim][BF4]体系中的均方位移,分析烃分子与[C6mim][BF4]的相互作用,并讨论烃分子尺寸对共混体系自由体积分数的影响。结果表明：饱和烃分子比芳烃分子更容易在[C6mim][BF4]体系中进行扩散;饱和烃分子与[C6mim][BF4]的相互作用以范德华作用为主;随着芳烃环数增多,芳烃分子与[C6mim][BF4]的静电作用逐渐增强,对于三环芳烃,静电作用是其与[C6mim][BF4]间的主要相互作用。分子体积越小、与离子液体相互作用越强的烃分子对应的共混体系自由体积分数越小。     

乙酸甲酯-甲醇-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐物系等压汽液平衡数据的测定与关联

在101.3kPa下,用改进的Othmer釜测定了乙酸甲酯-甲醇-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([emim]BF4)三组分物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[emim]BF4,乙酸甲酯-甲醇二组分物系的汽液平衡线发生偏离,离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大;[emim]BF4表现出盐效应,使乙酸甲酯对甲醇的相对挥发度增加。用NRTL模型对汽液平衡的实验数据进行了关联,得到二组分交互作用参数。采用该模型参数,乙酸甲酯-甲醇-[emim]BF4三组分物系乙酸甲酯的汽相摩尔分数的实验值与计算值的绝对平均偏差为0.003,温度平均偏差为0.3K。     

甲醇-碳酸二甲酯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐物系的等压汽液平衡测定及UNIFAC关联

在101.32 kPa下,用改进的Othmer汽液平衡釜测定了甲醇-碳酸二甲酯(DMC)-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([omim]BF4)物系的等压汽液平衡数据;采用UNIFAC方程对实验数据进行了关联,得到了新基团—OCOO—与—CH2—,CH3OH,—[mim]BF4基团间的UNIFAC作用参数。与传统基团划分的UNIFAC模型关联结果相比,采用新基团划分法推算得到的汽液平衡数据与实验值偏差更小。实验结果表明,加入离子液体[omim]BF4使汽液平衡线偏离甲醇-DMC二组分物系的汽液平衡线,[omim]BF4含量越大,偏离程度越大;[omim]BF4具有明显的盐析效应,能消除甲醇-DMC物系的共沸点;[omim]BF4可作为甲醇-DMC物系萃取精馏的溶剂;UNIFAC方程可用于预测甲醇-DMC-[omim]BF4物系的汽液平衡。     

Desulfurization From Model of Gasoline by Extraction With Synthesized [BF4]−- and [PF6]−-based Ionic Liquids

Abstract

The authors report that 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, [OMIM][BF₄], and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, [BMIM][PF₆], ionic liquids were synthesized and tested for their capability to desulfurization from model of gasoline. The results show that the aromatic sulfur compounds with higher π-electron density were favorably adsorbed. The results also show that [BF₄]^?-based ionic liquid displays higher extraction efficiencies than [PF₆]^?-based ionic liquid. Thus, it was shown that the extractive ability of the imidazolium ionic liquids was dominated by the structure of cation and anion. It is also found that the sizes of ionic liquids are important factors affecting the absorption capacity for aromatic sulfur compounds.     

磷酸酯类离子液体在燃油深度脱硫中的应用

研究了3种磷酸酯类离子液体,即1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MM im]DM P)、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EM im]DEP)和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯盐([BM im]DBP)的制备过程,考察了这3种磷酸酯类离子液体对模型油中3-甲基噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩的脱除效果及磷酸酯类离子液体的电化学再生方法。实验结果表明,这3种磷酸酯类离子液体的脱硫能力强弱顺序为:[EM im]DEP>[BM im]DBP[MM im]DM P;且对二苯并噻吩的脱除效果最好,对苯并噻吩的脱除效果次之,对3-甲基噻吩的脱除效果较差。以[EM im]DEP为萃取剂,油剂质量比为1∶1时,经5次萃取后,二苯并噻吩的脱除率可达到99.5%。利用电解法对[EM im]DEP进行了再生,在5~10V电压下电解10h,[EM im]DEP的脱硫率可以达到新鲜[EM im]DEP的90%以上。     

含磷酸酯官能团离子液体对钢-钢摩擦副的摩擦磨损性能

合成了2种含磷酸酯官能团的离子液体,即1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MMIM]DMP)和1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二甲酯盐([MEIM]DMP),用核磁共振氢谱仪表征了其结构,采用SRV摩擦磨损试验机考察了所制备离子液体作为润滑剂对钢-钢摩擦副的摩擦学性能,并与磷嗪(X-1P)进行了比较,采用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了磨损表面元素的化学状态及其磨斑形貌。结果表明,所合成的离子液体[MMIM]DMP和[MEIM]DMP具有优良的润滑性能,摩擦系数低,抗磨性能优良。离子液体在摩擦过程中形成了化学吸附边界润滑膜,有效地起到了抗磨、减磨的作用。     

A New Approach to Dearomatization of Gasoline by Ionic Liquid and Liquid–Liquid Extraction

Abstract

The objective of this article was the development of a separation technology for the selective recovery of the aromatic compounds such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX) from gasoline by extraction. A liquid–liquid extraction method using ionic liquid (IL) was optimized simultaneously for some aromatic hydrocarbons in gasoline. 1-Butyl-3-methyl imidazolium tetrachloroaluminate ionic liquid or [BMIM][AlCl₄] was used to extract aromatic compounds from gasoline. [BMIM][AlCl₄] was found to be effective for the selective removal of aromatic hydrocarbons from gasoline. The dearomatization experiments were carried out with a 1:1 volume ratio of ionic liquid to gasoline for 60 min at 50°C. The aromatic hydrocarbons removal selectivity followed the order benzene > toluene > xylene > ethylbenzene.     

酯基功能化离子液体的合成、表征及性质

采用两步法合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,研究了离子液体的密度、酸值、黏温性、吸湿性、溶解性、玻璃化转变温度及热稳定性能。结果表明:制备的离子液体与预期结构一致,且纯度较高,证明了该功能化离子液体的制备和提纯方法的可靠性;与含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体相比,功能化离子液体具有较高的密度、黏度、玻璃化转变温度和较低的酸值、吸水性及热稳定性,表明酯基官能团的引入,使烷基离子液体展现出不同的特性;另外,制备的2种离子液体均可以与极性大的溶剂混溶,而不溶于非极性或极性小的溶剂。     

Effect of the Structure of Cations and Anions of Ionic Liquids on Separation of Aromatics from Hydrocarbon Mixtures

1. Introduction Benzene is a key chemical in the chemical industry, used as the raw material for producing polymer precursors, solvents, dyes, drugs, herbicides, and so on. The world production of benzene is more than 2.0×107 tons/year (Vervalin, 1991; Weissermel and Arpe, 1993; Villaluenga and Tabe-Mohammadi, 2000). Before World War II, benzene was mainly produced from coal, but nowadays more than 90% is obtained from petroleum, mainly from catalytic reformates and FCC gasoline, and by …     

离子液体中正丁基苯基醚的绿色合成方法

制备了1-甲基-3-正丁基咪唑氟硼酸盐([bmim]BF_4)和N-正丁基吡啶氟硼酸盐([bpy]BF_4)两种离子液体,并作为溶剂和催化剂用于正丁基苯基醚的合成。考察了反应条件对正丁基苯基醚产率的影响,探讨了正丁基苯基醚的合成反应机理。在反应条件为65℃、2 h、氯代正丁烷与苯酚钠摩尔比为1∶1.2、离子液体与反应物的质量比为2∶1时,分别以[bmim]BF_4、[bpy]BF_4和混合离子液体([bmim]BF_4和[bpy]BF_4的摩尔比为1∶1)为溶剂和催化剂时,正丁基苯基醚的产率分别为80.2%、85.1%和96.9%。结果表明,混合离子液体因提高了与极性相异反应物的相溶性而明显提高了正丁基苯基醚的产率,并且具有良好的重复使用性能。