铁基磁性离子液体与有机溶剂间溶解关系的基础研究

磁性离子液体是一类具有磁性的新型绿色溶剂,在功能催化、萃取分离、材料合成等领域有着广阔的应用前景。研究了铁基磁性离子液体[bmim]FeCl_4及[omim]FeCl_4与19种常见有机溶剂间的溶解关系及其化学稳定性能,探讨了有机溶剂的亲水性、介电常数及磁性离子液体中阳离子侧链长度等因素对溶解性能的影响。发现铁基磁性离子液体具有良好的溶解性能及化学稳定性,其溶解范围广,溶解能力强,与多数有机溶剂能够稳定共存。     

绿色溶剂中高效催化材料的合成及性能研究

高效催化材料研究一直是人们关注的重要研究领域。近年来,绿色与可持续化学及相关技术的发展引起了国内外普遍重视,对催化材料也提出了更高要求。充分利用超临界流体、离子液体等绿色溶剂的特性,提出了多种合成高效催化材料的绿色方法,制备了一系列催化材料,并研究了它们的性能。超临界流体具有许多特性,如类似于气体的粘度和扩散性、类似于液体的溶解能力、界面张力为零等,并且其性质可用温度和压力调节。以超临界水、超临界CO_2混合流体等为介质,充分利用超临界流体的特性,合成了一系列金属或金属氧化物/碳纳米管(CNT)复合材料。研究表明,所制备的CNT复合材料在化学催化、电化学、电子器件等领域有良好的应用前景。离子液体为高效催化材料的制备提供了新的介质。离子液体具有较强的吸收微波的能力,能以很快的速度达到较高的设定温度,因此以离子液体为介质的微波加热成为一种良好的加热方式。充分利用了离子液体的这一特性,通过微波加热在离子液体中合成了多种纳米材料。总之,超临界流体、离子液体等绿色溶剂为高效催化材料的合成提供了新的重要途径,有良好的应用前景。     

以离子液体为介质的多功能化应用研究

离子液体的研究一直是国内外研究的热点之一。近年来,具有优异性能的非质子型离子液体的问世,为能源、信息、生命科学和国防等领域提供了一个崭新的、多用途的平台。大量功能化离子液体已被合成出来,同时,一些新型合成技术不断涌现。综述了以离子液体为基质的有机及催化合成、分离分析、电化学应用研究的最新进展。     

离子液体在萃取分离中的应用进展

作为环境友好型功能材料——离子液体以其独特的物理化学性质已引起人们的广泛关注。离子液体在萃取分离有机物、无机金属离子领域的应用越来越多。概述了离子液体在萃取分离中的应用。总结了离子液体的萃取机理,介绍了离子液体的结构如阴、阳离子的类型对萃取效率的影响规律,讨论了静电作用、疏水作用、氢键等作用力在萃取分离过程中所扮演的角色。最后展望了离子液体在萃取分离领域的发展方向。     

磁性Fe_3O_4纳米复合材料的研究进展

磁性纳米复合材料主要包括Fe2O3、Fe3O4、NiO、Co3O4等与其他物质的复合材料,其中最常见的是Fe3O4的复合材料,而制备该类复合材料的方法有:水热合成法、化学共沉淀法、超声化学还原法、溶剂热-水热法等。磁性复合材料不但能在外加磁场的作用下迅速方便地分离,同时还能通过修饰或改性等方法使其带有某些官能团(如C=C、COOH、NH2等),因此磁性纳米复合材料在生物物质的提取与分离、污水净化、生物医学等诸多领域有广泛的应用。介绍了磁性Fe3O4纳米复合材料的制备和应用,并对磁性材料未来在各领域的应用做了展望。     

手性离子液体应用的研究进展

手性离子液体作为一种新型的功能材料,近年来逐渐成为研究的热点。重点综述了其在Michael加成、Diels-Alder反应、羟醛缩合反应、Baylis-Hillman加成等不对称合成反应及光谱识别、色谱分离、材料合成等领域的最新应用发展,并指出了限制手性离子液体应用的主要困难和问题,展望了今后的发展方向。     

新型液／液两相催化体系——π配体离子液体的研究进展

离子液体与配体催化剂的结合有助于解决反应效率、产物分离和催化剂循环等一系列均相催化体系不易解决的难题。近年来,随着研究的不断深入,相继出现了如下的研究思路：利用π配体催化剂与离子液体形成络合物;使用离子型π配体改善催化剂在离子液体中的溶解性;合成功能化阳离子或功能化阴离子的π配体离子液体。本文结合这几类离子液体化学键联Ⅱ配体的研究进展,从离子液体功能化设计的角度探讨了π配体离子液体的合成思路,为设计具有更好催化性能的功能化离子液体体系打下了一定的基础。     

离子液体工业化应用及关键技术问题

离子液体以其独特的性质广受关注,人们对其潜在的应用价值做了大量的研究。本文重点介绍离子液体工业化尤其是在石油化工中萃取分离、催化烷基化方面的应用研究进展,分析了离子液体在工业化过程中的关键技术和亟待解决的问题。     

氧化石墨的制备及应用

综述制备氧化石墨的Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法等化学氧化方法,以及利用水溶液电解质、离子液体电解质的电化学氧化法等,总结其反应原理及其优缺点;概括氧化石墨(烯)在模板材料、废水处理、脱盐作用、生物材料和电池材料等领域的应用。提出石墨烯具有良好理化性能,在能源、化学等领域应用前景广阔,且氧化石墨合成技术起着决定性作用;对于不同的目标产物,有针对性地设计功能化复合材料,实现对目标物高效作用,将在复合材料领域发展空间广阔。     

氨基酸离子液体清洁催化合成阿司匹林

以氨基酸为原料采用一步法合成了3种氨基酸离子液体,将其代替浓H2SO4用于催化乙酸酐和水杨酸的乙酰化反应,清洁合成阿司匹林。考察了离子液体种类及用量、原料配比、反应温度、时间等因素对合成阿司匹林的影响。结果表明,该离子液体对于合成阿司匹林具有良好的催化效果,在水杨酸20mmol、乙酸酐40mmol、谷氨酸硫酸盐离子液体([Glu]HSO4)2mmol、反应温度70℃、反应时间30min的条件下,阿司匹林分离产率可达84.8%。增大投料量,产率还会进一步升高,并且离子液体可重复使用。     

Preparation of Inorganic Materials Using Ionic Liquids

Conventional synthesis of inorganic materials relies heavily on water and organic solvents. Alternatively, the synthesis of inorganic materials using, or in the presence of, ionic liquids represents a burgeoning direction in materials chemistry. Use of ionic liquids in solvent extraction and organic catalysis has been extensively studied, but their use in inorganic synthesis has just begun. Ionic liquids are a family of non‐conventional molten salts that can act as templates and precursors to inorganic materials, as well as solvents. They offer many advantages, such as negligible vapor pressures, wide liquidus ranges, good thermal stability, tunable solubility for both organic and inorganic molecules, and much synthetic flexibility. In this Review, the use of ionic liquids in the preparation of several categories of inorganic and hybrid materials (i.e., metal structures, non‐metal elements, silicas, organosilicas, metal oxides, metal chalcogenides, metal salts, open‐framework structures, ionic liquid‐functionalized materials, and supported ionic liquids) is summarized. The status quo of the research field is assessed, and some future perspectives are furnished.     

一类新型绿色环保的介质材料--咪唑类离子液体

室温离子液体已成为绿色环保材料领域研究的热点之一.本文简述了咪唑类室温离子液体的制备方法,分析了结构与性能的关系,介绍了咪唑类离子作为液体绿色环保介质材料在化学反应、分离过程和电化学领域中的一些应用.     

离子液体/金属-有机骨架复合材料制备方法、理论计算及应用研究进展

金属-有机骨架(MOF)是一种多孔、高比表面积的新型纳米材料。离子液体(IL)具有稳定性好、功能可设计的特点,将IL负载到MOF的孔中,实现离子液体和MOF材料的有效组合,开发新型功能化复合多孔材料,有利于充分发挥两种材料的优势。本文主要介绍IL/MOF复合材料合成方法、分子模拟及其应用的最新研究。总结目前IL/MOF复合材料研究中存在的问题和机遇,并展望了IL/MOF复合材料的发展方向。      

FeCl3低温共熔Cl深度萃取模拟油脱硫性能的研究

用 N-甲基咪唑和氯代正辛烷为原料,首先合成出中间体[Omim]Cl,然后与几种典型的金属氯化物按不同的物质的量比合成出了一系列的离子液体,采用红外光谱对其进行表征,并考察了离子液体对正辛烷中二苯并噻吩的萃取脱除效果。对几种不同的离子液体的脱硫性能进行了初步比较,并针对[Omim]Cl·2FeCl3离子液体详尽考察了剂油体积比、萃取时间、萃取温度、硫化物的种类、重复利用次数等因素对脱硫率的影响。结果表明,萃取温度为25℃,萃取时间为20 min,剂油体积比为1∶20时,[Omim]Cl·2FeCl3对 DBT 的脱除率高达99.20%,并且对4种不同含硫组分的脱除能力：DBT>BT>T>3-MT。且离子液体再重复使用5次后,对 DBT 的脱除率还能够达到89.56%,离子液体经回收之后,对 DBT 的脱除率没有明显的下降,表明再生效果良好。实验数据对咪唑离子液体的萃取脱硫性能研究和反应条件的优选提供了重要信息。     

离子液体的合成与纯化方法研究进展

综述了离子液体的种类、合成及纯化方法。离子液体的纯度对其物理化学性质至关重要,是研究其应用的首要问题。本文介绍了离子液体的合成方法,并对比了其优缺点,发现合成方法对离子液体的纯度起着关键作用,指出了影响离子液体纯度的因素,分析对比了离子液体的纯化方法,包括真空干燥、有机溶剂萃取、重结晶、吸附剂法、分子筛法等,根据影响因素种类的不同,优选纯化方法,并对离子液体的发展进行了展望。     

低共熔溶剂体系下木质纤维素的功能化改性及应用研究进展

低共熔溶剂(DES)作为一种新型绿色溶剂,相比离子液体等其它溶剂,其具有制备简单、配制灵活、成本低、效率高等特点,在木质纤维素绿色加工领域有着广泛的应用前景。近年来,基于DES体系下木质纤维素的溶解、组分分离、衍生化改性等研究取得了一系列重要的进展,相比于在传统离子液体或有机溶剂体系,在DES体系下木质纤维素的化学改性更绿色环保,经过改性的木质纤维素在纳米纤维的制备、复合材料的构建等领域得到了广泛的应用。本文综述了在DES体系下木质纤维素的阳离子化、酯化及其它衍生化等功能化改性及DES体系下改性的木质纤维素在纳米分散、复合材料等功能化应用方面的研究进展。最后总结并展望了在DES体系下木质纤维素功能化改性及应用所面临的机遇和挑战。      

Preparation of AgX (X = Cl, I) nanoparticles using ionic liquids

Nanoparticles of silver halides have been prepared by mixing silver halide powder with a single liquid phase consisting of an ionic liquid, isooctane, n-decanol and water. Much higher nanoparticle concentrations may be formed with ionic liquids using this new simple method than are found with conventionally applied surfactants. This method also emphasizes the applicability of ionic liquids as versatile components in microemulsions and as solvents for the synthesis of nanomaterials. The effect on the nanoparticles of changing the composition of the liquid mixtures and the nature of the ionic liquid is analysed. High nanoparticle concentrations were only found with chloride based ionic liquids, indicating the importance of the ionic liquid anion in the mechanism of the reaction.     

25th Anniversary Article: “Cooking Carbon with Salt”: Carbon Materials and Carbonaceous Frameworks from Ionic Liquids and Poly(ionic liquid)s

This review surveys recent work on the use of ionic liquids (ILs) and polymerized ionic liquids (PILs) as precursors to synthesize functional carbon materials. As solvents or educts with negligible vapour pressure, these systems enable simple processing, composition, and structural control of the resulting carbons under rather simple and green synthesis conditions. Recent applications of the resulting nanocarbons across a multitude of fields, such as fuel cells, energy storage in batteries and supercapacitors, catalysis, separation, and sorption materials are highlighted.