掺杂［C8 mim］PF6和HDEHP的复合材料对Ce（Ⅲ）的萃取

利用溶胶-凝胶法将［C₈ mim］PF₆和二（2-乙基己基）磷酸（HDEHP）固定在固体硅胶复合材料上。离子液体［C₈ mim］PF₆在反应过程中作为溶剂,为HDEHP提供了一个可以扩散的介质。复合材料对Ce(Ⅲ)的萃取主要取决于HDEHP与金属离子的络合作用。首先利用SEM和红外表征了复合材料的表面形貌和化学成分,然后研究了复合材料对金属离子Ce(Ⅲ)的吸附性能。考察了不同复合材料、振荡时间对Ce(Ⅲ)吸附性能的影响。结果表明,该复合材料对Ce(Ⅲ)有较好的萃取效果。用硅的复合材料进行金属离子的固液萃取可以是一种有效的方法。     

离子液体超声-微波协同制取洋葱精油

以离子液体［BMIM〖DK〗］PF₆作为生物催化介质,结果显示洋葱蒜氨酸酶在含25%［BMIM］PF₆催化体系中的活性比在纯缓冲液介质中明显要高,对高温变性作用的抵抗能力也相应增强,但若离子液体浓度过高会对酶催化作用的发挥产生阻碍。以洋葱蒜氨酸为底物,测得离子液体［BMIM］PF₆/缓冲液两相体系中蒜氨酸酶的米氏常数为0.591 mmol·L^-1,最大反应速率为0.316 mmol·L^-1·min^-1,V_max/K_m约为缓冲液单相体系中的两倍。实验还尝试发挥疏水性离子液体［BMIM］PF₆作为生物催化介质和萃取剂的双重功能,并将其与超声-微波协同萃取技术相结合应用于洋葱精油制取的酶解和萃取过程,明显提高了酶解效率和精油得率,将制得的精油经GC-MS分析,共鉴定出22种物质,其中19种为含硫化合物。     

离子液体体系用于盐湖卤水提取锂

3种咪唑类离子液体:1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₄mim][PF₆])、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₆mim][PF₆])、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₈mim][PF₆])被作为绿色溶剂用于盐湖卤水分离镁锂, 建立了以离子液体(ILs)、磷酸三丁酯(TBP)分别为萃取介质和萃取剂的盐湖卤水锂萃取体系, 并与使用传统有机溶剂磺化煤油和氯仿的萃取效果进行了对比。研究发现, 该离子液体体系较使用传统挥发性有机溶剂的萃取体系有更高的萃取率。锂的萃取率随离子液体中烷基碳原子数的减小而增加。详细考察了溶液pH、离子液体浓度、相比对萃取效率的影响, 获得了离子液体体系萃取的最优条件。在最佳萃取条件下, 3种离子液体体系对锂的单级萃取效率均高于80%, 分离系数最高达到100以上。机理研究表明:离子液体体系是以阳离子交换实现对锂的萃取, Li⁺与TBP形成[Li·2TBP]⁺络合物进入有机相。     

CH4/C2H6/C3H8在MOF-505@5GO上吸附相平衡和选择性

应用溶剂热法合成了不同氧化石墨烯（GO）负载量的MOF-505@GO复合材料,分别采用全自动表面积吸附仪、P-XRD、SEM和Raman对材料进行了性能表征,测定了CH₄、C₂H₆和C₃H₈在MOF-505@GO上的吸附等温线,并进行Langmuir-Freundlich方程拟合,依据IAST理论模型计算了C₂H₆/CH₄和C₃H₈/CH₄二元混合气在MOF-505@5GO上的吸附选择性。研究结果表明,随着GO负载量增大,MOF-505@GO复合材料的孔容及BET比表面积先增大后减小,当GO负载量为5%（质量）时,复合材料MOF-505@5GO的孔容及BET比表面积达到最大,当GO负载量进一步增大至8%（质量）和10%（质量）时,复合材料的孔容及BET比表面积逐渐降低。在0.1 MPa和298 K条件下,MOF-505@5GO对CH₄、C₂H₆和C₃H₈的吸附容量分别为0.88、4.81和5.17 mmol·g^-1,相比MOF-505分别提高了14.9%、30.7%和13.1%。MOF-505@5GO对C₂H₆/CH₄和C₃H₈/CH₄的吸附选择性分别为40.1和3056.1,其对C₂H₆/CH₄和C₃H₈/CH₄具有极高的吸附选择性。     

温度对MOF-74(Ni)吸附分离丙烯丙烷机理和选择性的影响

采用水热法成功制备了MOF-74(Ni),使用PXRD、孔径分析对材料进行了表征,测定了材料在不同温度下的C₃H₆和C₃H₈吸附等温线,应用程序升温脱附技术估算了脱附活化能,并使用IAST理论预测了材料对C₃H₆/C₃H₈二元体系的吸附选择性。讨论了温度对吸附机理和吸附选择性的影响。结果显示,MOF-74(Ni)的BET比表面积高达1306 m²·g^-1。在298 K下,C₃H₆的吸附量高达7.4 mmol·g^-1。随着温度升高,C₃H₈的吸附量大幅降低,而C₃H₆的吸附量下降程度较小,导致材料对C₃H₆/C₃H₈吸附选择性升高。当温度为328K时,MOF-74(Ni)对C₃H₆/C₃H₈二元气体混合物的吸附选择接近12。程序升温脱附的实验结果显示,C₃H₆在MOF-74(Ni)上的脱附活化能大于C₃H₈,分别为68.92 kJ·mol^-1和50.80 kJ·mol^-1。C₃H₆是通过与MOF-74(Ni)的不饱和金属位点Ni²⁺以p络合作用方式吸附,作用力较强,而C₃H₈与Ni²⁺之间的作用力较弱。根据吸附机理不同的特点,适当提高温度,将有助于提高MOF-74(Ni)吸附分离C₃H₆/C₃H₈混合物体系的吸附选择性。     

低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)2上的吸附行为

采用实验研究与分子模拟相结合的方法研究了低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)₂上的吸附热力学、动力学和吸附分离机理。用常温合成方法制备了超微孔金属-有机骨架材料Cu(Qc)₂,测定了低碳烷烃烯烃（CH₄/C₂H₄/C₂H₆/C₃H₆/C₃H₈）在Cu(Qc)₂上的吸附相平衡和吸附动力学。使用Materials Studio中的Fortcite模块模拟低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)₂上的吸附机理以及材料的结构形变。结果表明Cu(Qc)₂具有优良的C₂H₆ /C₂H₄吸附选择性和吸附动力学,而对C₃H₈ /C₃H₆的吸附选择性很低。273 K和0.1 MPa下,C₂H₆/C₂H₄在Cu(Qc)₂上的IAST选择性达4.6。298 K和0.05 MPa下C₂H₆/C₂H₄在Cu(Qc)₂上的扩散时间常数分别达1.42×10^-3和1.48×10^-3_{s^-1,扩散活化能分别为16.62 和16.43 kJ/mol。应用装填Cu(Qc)2的固定床可在常温条件下实现C2H6 /C2H4二元混合气的完全分离。模拟结果显示Cu(Qc)2为二维堆叠结构,材料会由于吸附不同分子而发生不同程度的结构形变。甲烷易从变大的层间扩散脱附,导致其在材料上的吸附量很低;C2H6/C2H4两者都能稳定吸附在层中的孔道中,其分离推动力主要来源于两种气体在材料上明显的吸附热差异;C3H8/C3H6会分别吸附在两种不同的环境,吸附热差异小导致Cu(Qc)2对C3H8 /C3H6的吸附选择性低。}     

离子液体萃取硝酸中Ce（Ⅳ）的动力学研究

通过恒界面池法研究离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（C₄mimNTf₂）萃取硝酸溶液中四价铈的动力学,并结合分子动力学模拟分析C₄mimNTf₂在萃取相界面附近的分布及结构特征。萃取动力学实验通过考察搅拌速率、相界面面积、温度以及两相不同组分浓度对Ce(Ⅳ) 萃取速率的影响,表明萃取过程为水相扩散-界面反应控制模式,且磷酸三丁酯（TBP）和C₄mimNTf₂间存在动力学的反协同萃取效应。分子动力学模拟分析不同组分在两相中的分布规律,结果验证了C₄mimNT₂在相界面处存在明显吸附现象。研究表明界面过程对离子液体萃取体系的动力学行为有重要影响,可以为离子液体萃取体系的萃取过程和机理的研究提供一定参考。     

甲醇-乙酸甲酯-1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐的等压汽液平衡

测定了101.3 kPa下甲醇-乙酸甲酯-1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[BMIM］［Tf2N］）体系的汽液平衡,并用NRTL方程对测得的汽液平衡数据进行了回归,得到方程的二元参数。实验表明［BMIM］［Tf₂N］能够显著提高甲醇对乙酸甲酯的相对挥发度,并且随着［BMIM］［Tf₂N］含量的增加,甲醇对乙酸甲酯的相对挥发度增大。将萃取剂［BMIM］［Tf₂N］与1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（［OMIM］［PF₆］）进行了对比,结果表明对于甲醇-乙酸甲酯体系,［BMIM］［Tf₂N］具有更高的分离效率。     

碱金属和稀土金属对CuFe8-LDO催化剂的CO2加氢反应性能的影响

研究了碱金属元素Na、K和稀土金属元素La、Ce、Y对铜铁层状双金属氧化物催化剂(CuFe₈-LDO)的CO₂加氢反应性能影响,采用XRD、SEM-EDS、低温N₂吸附-脱附、H₂-TPR、CO₂-TPD等方法表征了催化剂的结构和物化性质,在此基础上结合其CO₂加氢反应性能,研究了构效关系。实验结果表明,碱金属元素Na、K改性能够促进催化剂的还原,改变其对CO₂的吸附强度,从而提高了CO₂加氢反应活性。其中,Na/CuFe₈-LDO催化剂更有利于C₅₊烃类的生成,K/CuFe₈-LDO催化剂更有利于C₂～C₄烃类的生成。稀土金属元素La、Ce、Y的加入不利于提高催化剂的C₂₊烃类选择性,Y/CuFe₈-LDO催化剂的CO₂加氢反应活性略有增...     

咪唑类离子液体对木质纤维预水解液的脱毒

针对燃料乙醇生物炼制过程中抑制物对酵母乙醇发酵的抑制作用,以水洗稀酸蒸汽爆破预处理玉米秸秆得到的预水解液为研究对象,采用新型绿色脱毒技术--离子液体进行萃取脱毒,研究比较了两种咪唑类离子液体[烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体[C_nmim][PF₆](n 4,6,8)和烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体[C_nmim][BF₄](n 6,8)]对预水解液的萃取性能。结果表明,随着咪唑类离子液体阳离子烷基链长度的增加,离子液体对抑制物的萃取性能下降,具有更强电负性的阴离子为BF₄^-的离子液体比阴离子为PF₆^-的离子液体萃取效率更高。通过比较糖与抑制物的萃取率,最终选择[C₈mim][BF₄]作为预水解液的萃取剂,结果显示其对主要抑制物甲酸、乙酸、5-羟甲基糠醛的萃取率分别为53.22%、47.53%和85.13%,总酚的萃取率为65.05%,而糖的损失率在6%以内。     

离子液体-分散液液微萃取结合高效液相色谱法快速分析茯苓中氰戊菊酯和联苯菊酯农药残留

离子液体-分散液液萃取法被成功地应用于萃取和富集中药材茯苓中氰戊菊酯和联苯菊酯。1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₈mim][PF₆])作为萃取溶剂，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C₄mim][BF₄])为分散剂。整个萃取过程不需要加入任何有机溶剂，萃取过程快速，3min内就可以达到萃取平衡。茯苓中目标化合物的加样回收率在95.7%～98.3%之间，检出限为0.50和0.40 ng·mL^-1之间，结果令人满意，说明该实验方法适用于检测中药材中氰戊菊酯和联苯菊酯农药残留。     

疏水性离子液体萃取氯酚类物质

为了研究离子液体对环境水体中氯酚类物质的萃取性能, 以治理氯酚类污染物。制备了1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Omim]PF₆) 和1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([Omim]BF₄)两种疏水性离子液体。以超声波辅助萃取的方法, 研究了离子液体对2-氯苯酚(2-CP)、4-氯苯酚(4-CP)、2, 4-二氯苯酚(2, 4-DCP)和2, 4, 6-三氯苯酚(2, 4, 6-TCP)等化合物的萃取性能。考察了温度、时间、相比(V_IL:V_CP)以及溶液 pH 等因素对萃取效果的影响, 并对离子液体的重复使用性能进行了探讨。结果表明, 温度与相比对萃取效果影响显著。两种离子液体对氯酚均显示出良好的萃取性能。在308 K, 当相比(V_IL:V_CP)为1:3, 溶液pH=3, 萃取10 min的条件下, [Omim]BF₄对2-CP、4-CP、2, 4-DCP和2, 4, 6-TCP的萃取率分别为97.60%、95.20%、99.40%和87.20%;而以[Omim]PF₆为溶剂, 对氯酚的萃取率依次为95.80%、92.20%、98.20%和85.40%。研究发现, 与磁力搅拌萃取方法不同, 超声波辅助萃取的方法, 随温度升高离子液体对氯酚类物质的萃取率增大。     

溴化1-辛基-3-甲基咪唑聚集状态对蛋白质结晶的影响研究

研究了离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑（［C₈mim］Br）添加剂的聚集状态对蛋白质结晶过程的影响。实验发现［C₈mim］Br可以改善溶菌酶晶体形貌,影响晶体数量和晶体尺寸。通过测定不同浓度［C₈mim］Br下溶菌酶的溶解度、结晶动力学、聚集状态和ζ-电势,揭示了离子液体［C₈mim］Br对溶菌酶结晶的影响机理。结果表明,［C₈mim］Br与溶菌酶的作用方式随［C₈mim］Br的聚集状态而改变。当［C₈mim］Br浓度较低（<0.1 mol/L）时,［C₈mim］⁺与溶菌酶分子之间存在疏水作用,可以促进蛋白质分子聚集,促进结晶过程。当［C₈mim］Br浓度较高（>0.1 mol/L）时,［C₈mim］⁺自发聚集成胶束,并与蛋白质分子相互作用形成溶菌酶-胶束复合物;动态光散射（DLS）结果显示结晶过程以溶菌酶-胶束复合物为基本单元聚集,因此结晶过程减缓,晶体质量提高。     

商用车C5石油树脂/CIIR复合材料减震支座阻尼机理的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟和统计分析对商用车C₅石油树脂/氯化丁基橡胶(CIIR)复合材料减震支座的阻尼机理进行研究。结果表明：随着C₅石油树脂用量的增大,C₅石油树脂/CIIR复合材料的结合能(E_b)增大,在改善复合材料的阻尼性能方面分子间范德华力起主导作用;复合材料的自由体积分数(F_FV)和均方位移(D_MS)减小,C₅石油树脂起反增塑剂的作用;复合材料的玻璃化温度(T_g)升高,有效阻尼温域(ΔT)增大,C₅石油树脂可改善复合材料的阻尼性能。C₅石油树脂/CIIR复合材料的ΔT和T_g均与E_b和F_FV之间存在显著的线性关系。本研究从分子层面分析复合材料的阻尼机理,形成定量预测复合材料的阻尼性能的理论方法,为商用车减震支座复合材料的配方优化奠定了基础。     

疏水性离子液体-中性磷氧萃取剂萃取稀土元素的应用

液液萃取广泛应用于稀土元素的分离回收，为了便于相的分离，通常采用疏水性萃取剂。基于液液萃取的特性，通过微波辅助法合成了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM][PF₆]）。分别探究了[BMIM][PF₆]搭配不同中性磷氧萃取剂对稀土元素中Nd³⁺和Pr³⁺的萃取研究。结果表明1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐-三正辛基氧化磷（[BMIM][PF₆]-TOPO）为最适宜萃取体系。在最适宜萃取体系下，探究了时间、温度、pH值、V（A）/V（O）（水相稀土离子/有机相萃取体系）和萃取组分体积比对萃取效率的影响。结果表明：萃取时间为20 min、温度为25℃、pH值=6.0、V（A）/V（O）=1.0、V_[BMIM][PF6]：V_TOPO=1：1，体系对于Nd³⁺的萃取效果最佳，萃取率可达97.8%；萃取时间为25 min、温度为25℃、pH值=6.0、V（A）/V（O）=1.0、V_[BMIM][PF6]：V_TOPO=1：1，体系对于Pr³⁺的萃取效果最佳，萃取率可达94.2%；萃取过程为放热反应，反应焓变分别为ΔH（Nd³⁺）=-38.43 kJ·mol^-1，ΔH（Pr³⁺）=-28.76 kJ·mol^-1。     

吡啶类离子液体体系对模拟盐湖老卤中锂的萃取研究

采用磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂、N-丁基吡啶六氟磷酸盐([BPy][PF₆])为协萃剂、二氯乙烷(C₂H₄Cl₂)为稀释剂，构建了[BPy][PF₆]-TBP-C₂H₄Cl₂萃取体系，并用于盐湖卤水中分离锂离子。通过单因素实验考察了水相酸度、离子液体浓度、TBP浓度等因素对锂萃取率的影响。结果表明该萃取体系的最优条件为：离子液体浓度为0.3 mol/L;TBP的体积分数为60%；相比(有机相与水相的体积比)为2.5/1。在最优条件下得到Li⁺的单级萃取率为91.65%、Mg²⁺的单级萃取率为5.86%，该萃取体系对Li⁺有较好的选择性。热力学研究表明，该离子液体体系对锂离子的萃取反应是自发的放热反应。该研究为离子液体体系提取分离溶液中锂离子提供了一定的基础和参考依据。     

离子液体用于燃油萃取脱硫的选择与过程优化

针对基于COSMO-SAC模型分子设计方法的准确性问题,采用离子液体脱硫机理分析和实验的方法对其进行了验证,即对[HMIM] [BF₄]、[HMIM] [PF₆]、[BMIM] [BF₄]、[BMIM] [PF₆]、[EMIM] [BF₄]、[EMIM] [PF₆] 6种离子液体作萃取剂时的脱硫效果进行了脱硫机理的分析和实验的验证,得到的脱硫性能排序与离子液体分子设计结果基本一致,且均认为[HMIM] [PF₆]脱硫率较高。以[HMIM] [PF₆]为萃取剂,通过液相色谱法测定萃取后的液相组成,考察萃取时间、萃取温度、剂油比3个因素对脱硫率、分配系数和选择性系数的影响。通过正交实验设计确定了萃取时间40 min、萃取温度20℃、剂油比2：1为较优操作条件,单次脱硫率为72.74%,四级萃取可将模型油的含硫量由1200 μg·g^-1降至6.98 μg·g^-1,符合国Ⅴ标准。     

丁二烯抽提工艺中离子液体添加剂的筛选及分离性能

提出以离子液体为第三组分的丁二烯抽提新工艺,通过考察不同结构的离子液体对C₄组分在复合萃取剂中相对挥发度的影响,并结合量化计算的方法,研究了该工艺中萃取剂和第三组分与C₄组分的相互作用机理,从而优选出适用于该工艺的离子液体添加剂[Emim][PF₆]。另外研究了该离子液体在工业条件下对C₄组分分离性能的影响,并对改进前后的工艺进行全流程模拟计算。结果表明：与现有乙腈法相比,离子液体的加入有利于提高C₄在新型萃取剂中的相对挥发度,具有很好的分离效果。含离子液体的新工艺可使能耗降低约6.62%,乙腈消耗量降低约24%,而且离子液体能够回收利用,回收率高达98%（质量分数）以上,因此基于离子液体的乙腈法抽提丁二烯新技术具有很好的工业应用前景。     

芳烃官能化有机硅膜的制备及丙烯/丙烷分离性能

利用具有单苯和联苯桥联结构的有机硅前体1,4-二(三乙氧基硅基)苯(BTESB)和4,4’-二(三乙氧基硅基)联苯(BTESBPh),通过溶胶-凝胶法制备成有机硅膜并应用于丙烯/丙烷分离。在25℃时,BTESB膜的C₃H₆渗透速率为3.4×10^-9mol/(m²·s·Pa),C₃H₆/C₃H₈选择性为9.6;BTESBPh膜的C₃H₆渗透速率为1.7×10^-8mol/(m²·s·Pa),C₃H₆/C₃H₈选择性为10.5。具有联苯桥联结构的BTESBPh膜网络结构更为疏松,可获得更高的气体渗透速率。苯环中大π键与待分离组分C₃H₆中的碳碳双键产生π-π相互作用,有利于C₃H<...     

光生电子调控改性C3N4及其光催化降解性能研究

对氮化碳(C₃N₄)进行氮掺杂碳纳米管(N-Ct)修饰,形成的氮掺杂碳纳米管/氮化碳(N-Ct/C₃N₄)复合材料的光催化活性明显提高。在可见光条件下,复合材料对罗丹明B(RhB)有较好的降解效果,其中5%N-Ct/C₃N₄(理论N-Ct质量分数为5%)在2 h内对RhB的降解率可达99.0%,相应的TOC去除率为59.0%,降解性能最为卓越且显著高于普通C₃N₄材料。利用X射线衍射、光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱等多元表征手段对复合材料进行理化性质表征和理论计算,结果表明,经N-Ct修饰后,复合材料的禁带宽度变窄,其对可见光的吸收能力有所增强;N-Ct还可利用自身极强的导电特性迅速转移C₃N₄激发产生的光生电子,有利于提高光生电子和空穴的分离效率,提升复合材料的可见光催化活性。N-Ct/C₃N₄复合材料显示出其作为高效光催...