1-丁基-3-甲基咪唑离子液体浸渍硅胶吸附CO2的研究

采用浸渍法将1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([BMIM]BF4)和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([BMIM]PF6)离子液体负载在A型硅胶上,并对负载样品进行了FTIR和CO2吸附表征.研究了不同阴离子种类、离子液体负载量、孔径分布等对CO2吸附性能的影响.结果表明:浸渍法制备的硅胶固载离子液体具有发达的微孔结构,且在0.4 ～ 0.8 nm有连续的分布;对于硅胶负载[BMIM]PF6,离子液体用量对CO2吸附能力的影响并不十分显著;硅胶负载[BMIM]PF6比[BMIM]BF4具有更好的CO2吸附性能,在273 K、0.1 MPa时,浸渍[BMIM]PF6样品的CO2吸附量达到3.68wt％.     

固载离子液体聚合物的制备及其二氧化碳吸附性能

分别采用溶液聚合法和表面引发反向原子转移自由基聚合法(ATRP),在硅胶表面接枝离子液体聚合物,并对其进行了FTIR、TG和SEM表征。研究了固载离子液体聚合物样品的CO2吸附性能和CO2/N2的选择性能,探讨了CO2在固载离子液体聚合物上的吸附热力学和动力学行为。结果表明:由ATRP法制备的固载离子液体聚合物,其接枝量远大于溶液聚合法;而溶液聚合法制备的样品具有较发达的孔结构,在273 K、0.1 MPa时,样品的CO2吸附量达4.54%(1.03 mmol/g);固载离子液体聚合物较空白硅胶具有更优的CO2/N2选择性,且循环使用性良好;CO2在固载离子液体聚合物上的吸附为物理吸附;与离子液体聚合物相比,CO2在固载离子液体聚合物中的扩散效率更高。     

固载离子液体聚合物的二氧化碳吸附行为研究

采用溶液聚合法,将1-烯丙基三丁基膦双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体聚合物固载在空白硅胶上,并对硅胶固载离子液体聚合物进行了FTIR红外光谱和CO2吸附性能检测。研究了温度、压力和孔径分布等对CO2吸附选择性的影响,并计算了其CO2吸附热力学参数。结果表明:相比于空白硅胶,采用溶液聚合法制备的固载离子液体聚合物具有发达的孔结构,且这种差异在孔径分布为0.5~0.6nm时表现更加明显;制备的吸附剂在常温高压条件下表现出良好的吸附性能,且对CO2/N2具有较高选择性;该固载离子液体聚合物的吸附为放热反应,且为自发的物理吸附过程。     

固定化Br(ō)nsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐([( n -Bu-SO3H)MIm][HSO4])、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐([( n -Bu-SO3H)MIm][ p -CH3C6H4SO3])和硫酸三乙胺([Et3NH][HSO4])3种Brōnsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体[( n -Bu-SO3H)MIm][HSO4]固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用 1H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征.研究结果表明:采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量(质量分数)分别为15.5 %、20.5 %和40.5 %,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%.但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次(浸渍法A)和8次(浸渍法B)后离子液体负载量分别下降到3.0 %和7.0 %,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,流失很少,正己酸乙酯产率依然高达92.7%.将溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体进一步应用于其他脂肪酸与乙醇的酯化反应,乙酯产率均在90.0%左右,表明采用溶胶-凝胶法是制备固定化离子液体催化剂的有效方法.     

固定化Brnsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐([(n-Bu-SO3H)MI m][HSO4])、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐([(n-Bu-SO3H)MI m][p-CH3C6H4SO3])和硫酸三乙胺([Et3NH][HSO4])3种Brnsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体[(n-Bu-SO3H)MI m][HSO4]固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用1H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明:采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量(质量分数)分别为15.5%、20.5%和40.5%,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次(浸渍法A)和8次(浸渍法B)后离子液体负载量分别下降到3.0%和7.0%,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,...     

固定化Bronsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］）、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［p-CH₃C₆H₄SO₃］）和硫酸三乙胺（［Et₃NH］［HSO₄］）3种Bronsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用¹H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明：采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量（质量分数）分别为15.5 %、20.5 %和40.5 %,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次（浸渍法A）和8次（浸渍法B）后离子液体负载量分别下降到3.0 %和7.0 %,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,流失很少,正己酸乙酯产率依然高达92.7%。将溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体进一步应用于其他脂肪酸与乙醇的酯化反应,乙酯产率均在90.0%左右,表明采用溶胶-凝胶法是制备固定化离子液体催化剂的有效方法。     

固载化离子液体的制备及其在催化加氢反应中的应用研究进展

固载化离子液体是近年来出现的一类新型材料,基于固载化离子液体而发展的固载离子液体相催化的概念融合了离子液体优良的溶解性和载体材料的高比表面积的优点,不但减少了离子液体的用量,而且提高了催化反应的活性和选择性,是近年来离子液体领域的研究热点之一。本文较全面系统地介绍了制备固载化离子液体的方法:浸渍法、化学键合法、键合-浸渍法、溶胶-凝胶法以及聚合法,并对上述各种固载方法的优缺点进行了比较;综述了以硅胶、介孔材料、聚合物、碳材料、磁性材料以及新型材料等为载体的固载化离子液体在催化加氢反应中的应用,特别是将固载离子液体相催化与传统的离子液体两相催化和多相催化进行了对比,突出了固载离子液体相催化在催化活性、选择性和催化剂分离回收等方面的优势;最后对固载离子液体相催化目前存在的主要问题以及未来的发展进行了总结。     

微反应器内硝基苯气-液-固三相催化加氢反应

考察了催化剂壁载方式、涂层载体和Pd负载量对微通道内的硝基苯气-液-固三相催化加氢反应的影响以及其并行放大效应.结果表明,与溶胶-凝胶法相比,浸渍法制备的催化剂涂层性能较好,其转化率、选择性分别达到89.2％和93.8％;采用强酸性、大比表面积的载体有利于反应性能的提高;活性组分Pd负载量为2.00 mg,催化剂活性较...     

咪唑类离子液体微胶囊的CO_2吸附和扩散行为

采用高速剪切法,制备微胶囊型固载咪唑类离子液体,研究离子液体微胶囊的微观结构、CO_2吸附量、CO_2/N2选择性、稳定性以及CO_2的扩散行为。结果表明,制备的离子液体微胶囊结构完整,且微观结构的完整性和粒径是影响CO_2吸附量的主要因素。在0. 1 MPa和298 K下,气相硅胶含量24%、离子液体58. 46%、水含量8. 77%、乙二醇含量8. 77%的样品BCE24-11,其CO_2吸附量为3. 41%,达吸附平衡仅30 min,CO_2/N2选择性为17. 05,稳定性和循环使用性较好;与纯离子液体的扩散系数值(10-11m2/s)相比较,微胶囊型结构的固载离子液体具有更快的CO_2的扩散速率。     

咪唑类离子液体微胶囊的CO_2吸附和扩散行为

采用高速剪切法,制备微胶囊型固载咪唑类离子液体,研究离子液体微胶囊的微观结构、CO_2吸附量、CO_2/N2选择性、稳定性以及CO_2的扩散行为。结果表明,制备的离子液体微胶囊结构完整,且微观结构的完整性和粒径是影响CO_2吸附量的主要因素。在0. 1 MPa和298 K下,气相硅胶含量24%、离子液体58. 46%、水含量8. 77%、乙二醇含量8. 77%的样品BCE24-11,其CO_2吸附量为3. 41%,达吸附平衡仅30 min,CO_2/N2选择性为17. 05,稳定性和循环使用性较好;与纯离子液体的扩散系数值(10-11m2/s)相比较,微胶囊型结构的固载离子液体具有更快的CO_2的扩散速率。     

功能型离子液体的合成表征及CO2吸收性能

合成了两种传统型离子液体［bmim］BF₄和［emim］BF₄及含有胺基和羟基的功能型离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄、［OH-e-mim］Br,并对合成的离子液体进行IR和¹H NMR表征。常温常压条件下,对所合成的离子液体开展CO₂吸收性能实验,发现胺基改性离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄和羟基改性离子液体［OH-e-mim］Br的CO₂饱和吸收量分别是常规离子液体的3～9倍和1～2倍,且含有乙基官能团的离子液体吸收平衡时间普遍较短。最终探讨了温度、CO₂分压等对功能型离子液体吸收CO₂过程的影响。     

硅胶固载离子液体催化剂的制备及在酯化反应中的应用

为了减少离子液体用量及解决催化剂分离问题,该文采用溶胶-凝胶法制备出一种硅胶固载Brφnsted酸性离子液体催化剂{[Hmim]TsO/silicagelw([Hmim]TsO)=62%},用DRFITS、FTRaman、BET对其进行了表征,结果表明,离子液体已较好地固载于硅胶上,催化剂比表面积为51.15m2/g。将其应用于催化合成醋酸丁酯反应,较佳反应条件为:95℃,n(丁醇)∶n(醋酸)=1.2∶1,离子液体用量为反应物总质量的5.6%,反应时间6h,酯化率可达94%。与单纯离子液体[Hmim]TsO催化效果相比,离子液体质量减少72%,酯化率提高了8.9%,催化剂易分离,循环使用6次后,酯化率仍可达到83.3%。     

CO and NO adsorption for the IR characterization of Fe2+ cations in ferrierite: An efficient catalyst for NOx SCR with NH3 as studied by operando IR spectroscopy

Iron was introduced by ionic exchange inside the FER structure in order to yield a Fe-FER series with increasing metal loading. Characterization of the Fe²⁺ cations by adsorption of CO at liquid nitrogen temperature followed by infrared spectroscopy allowed to identify three distinct sites for iron. The most abundant iron species are located on easily accessible sites of the FER structure, whereas high metal loading is required to observe more confined Fe²⁺ species. According to the CO adsorption results, the main iron species appears to be coordinatively unsaturated whereas isotopic labelling upon NO adsorption indicates that two distinct iron sites almost give rise to the same mononitrosyl infrared signature. Studying the catalyst upon interaction with NO and O₂ in operando conditions leads to the observation of these mononitrosyl species who behave as reaction intermediates for the NO oxidation into NO₂. All our Fe-FER samples presenting these mononitrosyl complexes are active not only in NO-to-NO₂ reaction but also in the NOx selective catalytic reduction with ammonia. The effects of both NH₃ and SO₂ as adsorption competitor during the low temperature NH₃-SCR are also discussed.     

离子液体吸收CO_2的研究进展

CO2的捕集、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。工业上,通常使用传统的有机胺水溶液或热钾碱溶液等脱除CO2。有机胺具有蒸气压,易产生挥发性有机物(VOCs)对环境造成污染;热钾碱溶液等脱除CO2需要较高操作温度因而能耗较高,生产过程经济性有待改善。离子液体具有几乎无蒸气压、热稳定性、结构可设计性等独特优点,在CO2分离领域的巨大应用潜力已成共识。本文结合课题组近期的研究工作,就国内外离子液体吸收CO2的主要研究成果进行综述。     

Catalytic oxidation of CO over Ag-Co/alumina catalysts

Low-loading silver cobalt catalysts on alumina for the catalytic oxidation of carbon monoxide were synthesized following different preparation methods: the single-step sol-gel method and the impregnation method. A catalyst synthesized by the single-step sol-gel method gave high surface area values. The activities of alumina-supported silver-cobalt catalysts were studied to obtain the effects of the calcination temperature, metal loading, and preparation methods on CO oxidation at low temperature. The catalysts prepared by impregnation metals on the alumina synthesized by the sol-gel method gave the best activity for the CO oxidation. Catalytic activity conversion of (5 wt% Ag-5 wt% Co)/Al 2 O 3 catalysts prepared by the sol-gel-impregnation method reached 100% at 200°C. Increasing silver loading over the catalysts gave rise to more active catalysts. The sol-gel catalysts had poor activity at low temperature.     

低温制备二氧化钛光催化剂薄膜的研究进展

详细介绍了化学浴、连续离子层吸附反应、液相沉积法、溶胶-凝胶法、粘结剂法和溅射法等低温制备TiO2薄膜的常用方法,概述了其制膜原理和薄膜性能,指出低温制备TiO2晶态薄膜技术目前存在的问题及未来的发展方向。     

负载[APMIm][Br]离子液体吸收CO2的性能

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐（[APMIm][Br]）离子液体通过化学反应捕集CO₂。采用浸渍-蒸发将[APMIm][Br]离子液体负载在硅胶表面,通过比表面孔隙吸附测定仪、热重分析仪（TGA）对吸收剂的结构与性能进行研究,负载量为10%～50%,温度为303.15～323.15 K,CO₂浓度分别为10%、30%、50%。结果表明：硅胶表面的离子液体薄膜厚度达到86 nm（负载40%）时,具有最快的吸收速率,且受CO₂浓度和温度变化的影响较小,平衡吸收量在50% CO₂体系中达到理论吸收量的80%,随着温度的升高而降低,当负载量为50%时,膜厚增加到230 nm,导致吸收速率和平衡吸收量大幅度下降。值得注意的是：负载离子液体吸收剂在循环使用3次之后,结构与性能均保持不变,表现出一定的工业运用前景。     

基于文献计量的离子液体领域研究现状及发展趋势

基于文献计量分析方法及可视化工具,以科学引文索引扩展数据库(SCIE)为数据源,从发文年代分布、地理分布、国际合作、期刊及学科分布、高产机构分布、高产作者和研究主题等角度,分析离子液体领域研究的发展态势。结果表明,近十年,离子液体领域一直保持较活跃的发展态势,发文量逐年增加。全球共有114个国家或地区、9000多家机构参与了离子液体领域的研究,且中国的发文量和总被引量均居世界第一,美国、中国主要发文国家在合作网络中处于中心地位。近十年离子液体领域的研究热点集中在高压电池、电解液、催化反应、动力学研究、界面研究、CO2化学、分离强化技术及催化降解等方面。从研究主题演化趋势看,离子液体在催化及CO2吸附捕获等方面的研究逐渐式微,电化学储能、生物催化降解、金属有机骨架新材料将可能成为未来几年新的研究热点。