低黏二氰胺类离子液体乙烯汽液相平衡研究

从工业废气中回收分离乙烯(C_2H_4)具有重要意义,选用了三种低黏度二氰胺类离子液体,分别测定了293.15～333.15 K下其密度、黏度等物化性质,研究了其对乙烯(C_2H_4)吸收性能。采用非随机(局部)双液体模型(NRTL)关联了三种二元体系溶解度数据,实验值与计算值的平均相对偏差均小于3%。结果表明,低黏度二氰胺类离子液体对C_2H_4气体吸收性能良好,其中阳离子侧链长度增加和羟基功能团引入可增强对C_2H_4溶解度。同时,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([Bmim][DCN])经过3次的吸收解吸循环,仍可以保持较好的C_2H_4吸收性能,表明该离子液体循环稳定性好,而1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([Bmim][DCN])对乙烯吸收量较高,具有作为C_2H_4吸收剂的潜力。     

[Bmim][BF4]/MEA混合水溶液吸收CO2的吸收性能与液液分相机理

对液液两相CO₂吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Bmim][BF₄]）/乙醇胺（MEA）混合水溶液吸收性能进行了实验测定,研究了离子液体[Bmim][BF₄]的引入对吸收性能和液液分相的影响,并通过定量碳谱核磁共振法对分相机理和各相中的物质分布进行分析。研究结果表明,一定配比的[Bmim][BF₄]/MEA混合水溶液吸收CO₂之后会出现互不相溶的液液两相,这种现象伴随着CO₂产物的富集;导致液液分相的原因是氨基甲酸盐浓度的增大;随着[Bmim][BF₄]质量分数的增大,溶液吸收速率呈现出先增大后减小的趋势;分层后H₂O主要分布在富液相,[Bmim][BF₄]主要分布在贫液相,H₂O的质量分数直接影响分层后富液相的传质性能。     

离子液体支撑液膜的CO2/CH4分离性能

由于离子液体对CO₂具有较好的溶解选择性,离子液体支撑液膜分离CO₂越来越受到关注。比较了含3种不同阴离子的常规离子液体([bmim][BF₄]、[bmim][PF₆]、[bmim][Tf₂N])作为支撑液膜的液膜相分离CO₂/CH₄的性能,考察了咪唑环上烷基链长对离子液体支撑液膜性能的影响。考虑向离子液体中引入胺基和羧基等亲CO₂基团,制备了1-丁基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体([bmim][β-Ala]),考察了 [bmim][β-Ala]支撑液膜分离CO₂/CH₄的性能,并对在CO₂渗透测试前后的支撑液膜进行了FT-IR分析,发现氨基酸离子液体中的-NH₂和CO₂的较强作用以及该离子液体的高黏性影响了CO₂的透过性,使[Bmim][β-Ala]支撑液膜的CO₂透过率低。     

咪唑类离子液体高效吸收二氯甲烷

合成了一系列常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Bmim][NTf2])、1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐([Bmim][DCA])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])和N-丁基吡啶硫氰酸盐([BPy][SCN]),用智能重量分析仪(IGA)测定不同温度和分压下离子液体吸收二氯甲烷(DCM)的容量。结果表明,[Bmim][SCN]具有最高的二氯甲烷吸收容量(1.46 g/g, 303.15 K, 60 kPa),5次循环后吸收能力无明显下降,[Bmim][SCN]基本可完全再生,能循环使用。量化计算结果表明[SCN]?可与二氯甲烷形成氢键,增强其对二氯甲烷的吸收能力。     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。     

醚基功能化离子液体催化合成乙酸正丁酯

合成了5种醚基功能化酸性离子液体[Me（OEt）₁-MOR-C₃SO₃H][MeSO₃]、[Me（OEt）₂-MOR-C₃SO₃H][MeSO₃]、[Me（OEt）₃-MOR-C₃SO₃H][MeSO₃]、[2（C₃SO₃H-MOR）-（OEt）₂₀₀][2MeSO₃]、[2（C₃SO₃H-MOR）-（OEt）₄₀₀][2MeSO₃],使用红外光谱和核磁共振氢谱对合成的离子液体结构进行表征,考察离子液体的黏度、溶解性和腐蚀性。以正丁醇和乙酸的酯化反应考察了离子液体的催化活性,并使用响应面分析法优化反应工艺。结果表明,当酸醇摩尔比为1.2：1、催化剂[2（C₃SO₃H-MOR）-（OEt）₄₀₀][2MeSO₃]用量为醇质量的5%、带水剂用量为醇质量的16%时,在90℃下反应5 h,酯收率可达97.8%,离子液体经回收干燥重复使用8次催化活性没有明显的降低。     

磁性颗粒负载磺酸功能化离子液体催化纤维素水解的研究

采用化学修饰法将磺酸功能化离子液体[SO₃H-（CH₂）₃-HIM][HSO₄]负载在磁性纳米颗粒Fe₃O₄表面,制备了一种磁性颗粒负载磺酸催化剂Fe₃O₄@SiO₂-IL,并将Fe₃O₄@SiO₂-IL用于催化纤维素水解反应。采用FT-IR和TEM对催化剂进行了表征,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和水用量对纤维素水解还原糖产率的影响。Fe₃O₄@SiO₂-IL样品在FT-IR光谱中的—SO₃H吸收峰和咪唑环的峰,说明离子液体被成功地负载到Fe₃O₄@SiO₂表面;TEM分析显示,Fe₃O₄磁核的颗粒大小约为250 nm,经过包裹和离子液体修饰的磁性颗粒表面并无明显变化。当纤维素用量为0.1 g,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）的用量为2.0 g,磁性催化剂用量为0.2 g,水用量为0.2 g,反应温度100 ℃,反应时间40 min时,纤维素水解还原糖产率可达52.5 %,并且磁性催化剂具有较好的磁性分离性能和重复使用性能,重复使用5次后,纤维素水解还原糖产率并无明显降低。     

离子液体对溶菌酶晶体形态和活性的影响

以鸡蛋清溶菌酶为模型蛋白,采用冷却结晶法结晶以及浊度法测定酶活性,研究了分别添加4种亲水性离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C₄mim]BF₄)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C₄mim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([C₄mim]Br)和1,3-二甲基咪唑碘化物([dmim]I))条件下溶菌酶晶体形态和晶体活性的变化。利用光学显微镜对溶菌酶结晶过程的晶体形态进行分析,结果表明添加离子液体会影响溶菌酶的晶体形态和尺寸。离子液体[C₄mim]BF₄介导的溶菌酶形成棒状晶体。与未添加离子液体相比,[C₄mim]Cl和[C₄mim]Br均未改变溶菌酶晶体形态,均呈块状晶体,但[C₄mim]Cl和[C₄mim]Br促进溶菌酶晶体生长,晶体尺度均增加。而添加[dmim]I,溶菌酶呈现针状晶体。采用浊度法测定溶菌酶晶体活性,结果表明不同的离子液体对溶菌酶晶体的活性...     

GNs/[Bmim][BF4]复合材料的制备及其超电容性能

应用一步电化学剥离法，在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF₄])电解液中电解石墨棒，产物进行热处理，制得石墨烯/离子液体复合物(GNs/[Bmim][BF₄])。对此复合物进行了红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等表征，发现GNs/[Bmim][BF₄]复合物具有良好的孔隙结构，在充放电过程中有利于电极结构的保持和电荷的转移。将其应用到超级电容器中，发现其性能较石墨要更加优异，在0.2 A/g电流密度下，比电容可达到221.32 F/g，在功率密度为456.32 W/kg下，能量密度可达83.51 (W·h)/kg。     

咪唑类离子液体对苯系挥发性有机物脱除性能的研究

为研究咪唑类离子液体吸收甲苯的性能,考察了甲苯体积分数、吸收温度、N₂进气速度和离子液体流量等对吸收甲苯性能的影响,并评价了离子液体的再生性能。结果表明,[Emim][Tf₂N]、[Bmim][Tf₂N]和[Omim][Tf₂N]这3种离子液体对甲苯的吸收率均在90%以上,且阳离子碳链越长,对甲苯的吸收率越高,3种离子液体对甲苯的吸收率大小为:[Omim][Tf₂N]>[Bmim][Tf₂N]>[Emim][Tf₂N]。甲苯体积分数为3 113μL/L、N₂进气速度为50 mL/min、离子液体流量为15 mL/min和吸收温度为20℃的条件下,离子液体对甲苯的吸收率最高。离子液体在140℃、5 066 Pa下干燥再生5次后性能基本稳定。     

Determination and Correlation of Solubilities of Four Novel Benzothiazolium Ionic Liquids with PF6^- in Six Alcohols

Four novel benzothiazolium ionic liquids with 6PF- （[C1Bth][PF6], [C4Bth][PF6], [C5Bth][PF6] and [C6Bth][PF6]） were synthesized, and the rang of their melting points were determined between 358.35 K-424.05 K. The relationship of their melting points and the length of the straight alkyl chain on cation reflected‘S’ type ten-dency. Then, the solubilities of the four ionic liquids in six lower alcohols （methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol and 2-methyl-1-propanol） were measured in the temperature rang of 253.15-383.15 K at at-mospheric pressure with static analytical method, respectively. It was found that [C6Bth][PF6] in all investigated ionic liquids had the largest solubility in six alcohols and the solubility of [C4Bth][PF6] in methanol was very sensi-tive for temperature in 313.15-333.15 K, which was so-called “temperature-sensitivity”. This feature is of great significance to their application of catalyzing reaction or extraction process, and makes the recovery and reuse of ionic liquids （ILs） become easier. Moreover, the experimental solubility data were correlated with the modified Apelblat equation andλh equation, respectively. It was found that the result of correlation using two divided tem-perature ranges was better than that of using the whole temperature range.     

氯铝酸盐离子液体催化甲苯与氯代叔丁烷烷基化反应合成对叔丁基甲苯

合成[Me3NH]Cl-2.0AlCl3、[PyH]Cl-2.0AlCl3、[Bmim]Cl-2.0AlCl3以及[Et3NH]Cl-2.0AlCl3氯铝酸盐离子液体,对[Et3NH]Cl-2.0AlCl3和[PyH]Cl-2.0AlCl3两种离子液体进行系列改性,并考察氯铝酸盐离子液体催化甲苯与氯代叔丁烷的烷基化反应,反应合成对叔丁基甲苯的催化性能。结果表明,未经改性的氯铝酸离子液体催化烷基化反应,对位产物选择性均较低,经FeCl3、CuCl以及CH3NO2改性的[Et3NH]Cl-2.0AlCl3离子液体对叔丁基甲苯选择性显著提高,而[PyH]Cl-2.0AlCl3离子液体经CuCl改性后的对叔丁基甲苯选择性则提高到85%以上。采用乙腈、吡啶为探针的红外光谱对离子液体酸性表征的结果表明,改性后离子液体的L酸和B酸均有所降低,其中B酸是影响对叔丁基甲苯选择性的主要因素,并对离子液体酸性催化甲苯与氯代叔丁烷烷基化反应合成对叔丁基甲苯的作用机制进行分析。     

以功能化离子液体为溶剂的多酸脱硫性能

合成了5种功能化离子液体（[CPL][TBAB],[CPL]BF₄,[Bmim]HCO₃,[Bmim]OAc和[Bmim]Im）以及含有相同阳离子的多酸离子液体[CPL]₃PMo₁₂O₄₀和[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀,构建了以功能化离子液体为溶剂的多酸液相氧化脱硫体系,优选出最佳脱硫剂,并考察了不同吸收温度、气体流量下最优脱硫剂的脱硫性能。结果表明[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃脱硫效率最高,优化的吸收条件为温度高于40℃、气体流量为100 ml·min^-1;[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃可以简单地用空气再生。     

New process development and process evaluation for capturing CO2 in flue gas from power plants using ionic liquid [emim][Tf2N]

Using the ionic liquid [emim][Tf_2N] as a physical solvent, it was found by Aspen Plus simulation that it was possible to attempt to capture CO_2 from the flue gas discharged from the coal-fired unit of the power plant.Using the combination of model calculation and experimental determination, the density, isostatic heat capacity,viscosity, vapor pressure, thermal conductivity, surface tension and solubility of [emim][Tf_2N] were obtained.Based on the NRTL model, the Henry coefficient and NRTL binary interaction parameters of CO_2 dissolved in[emim][Tf_2N] were obtained by correlating [emim][Tf_2N] with the gas–liquid equilibrium data of CO_2. Firstly,the calculated relevant data is imported into Aspen Plus, and the whole process model of the ionic liquid absorption process is established. Then the absorption process is optimized according to the temperature distribution in the absorption tower to obtain a new absorption process. Finally, the density, constant pressure heat capacity,surface tension, thermal conductivity, and viscosity of [emim][Tf_2N] were changed to investigate the effect of ionic liquid properties on process energy consumption, solvent circulation and heat exchanger design. The results showed that based on the composition of the inlet gas stream to the absorbers, CO_2 with a capture rate of 90% and a mass purity higher than 99.5% was captured. These results indicate that the [emim][Tf_2N] could be used as a physical solvent for CO_2 capture from coal-fired units. In addition, the results will provide a theoretical basis for the design of new ionic liquids for CO_2 capture.     

氨基功能型离子液体吸收CO2的性能

氨基功能型离子液体在常温常压下对CO₂具有较强的吸收选择性能,在分离固定CO₂方面具有较好的应用前景。合成了4种氨基功能型离子液体,对产物进行了IR和¹H NMR表征,探究了这些功能型离子液体的CO₂吸收性能及再生性能。结果表明,4种氨基功能型离子液体均具有强于常规型离子液体的CO₂吸收性能,再生性能良好,可循环使用;离子液体的CO₂溶解度受黏度影响显著,随吸收温度的升高而降低,随吸收压力的升高,吸收剂浓度的增加而增大;强化传质能提高再生效率,多次的再生对离子液体的吸收性能没有明显影响。     

吡啶基离子液体+有机盐双水相体系相图的测定及盐析性能研究

测定了离子液体N-乙基吡啶四氟硼酸盐([EPy]BF₄)+有机盐[丁二酸钠（CH₂COONa)₂/柠檬酸铵C₆H₅O₇(NH₄)₃/柠檬酸钠C₆H₅O₇Na₃] +水双水相体系在303.15、308.15和313.15 K下的双节线及系线数据。基于相图中的杠杆定律通过质量法研究双水相体系的系线，并用Othmer-Tobias方程、Bancroft方程等经验方程以及NRTL活度系数模型对数据进行关联。采用有效排除体积和Setschenow-type的拟合参数深入研究三种有机盐的盐析能力。结果表明，双节线的三个经验式拟合效果良好，但较多参数的经验式会导致部分参数失去意义；双水相体系的系线满足经验方程，数据可靠性较好，且均方根偏差表明系线数据很好地符合NRTL模型；低温更有利于该双水相体系的形成；三种盐都能和[EPy]BF₄离子液体形成双水相体系，且C₆H₅O₇Na₃的盐析能力更优。本文提供的数据为离子液体的回收循环利用提供了理论参考依据。     

咪唑型离子液体热物理性质测量

利用自行搭建的热线法液体热导率和热扩散系数装置测试了两种咪唑型离子液体([C₆mIm][BF₄]和[C₄mIm][BF₄])在不同温度下的热导率和热扩散系数。根据文献报道的密度数据获得了样品的比热容。结果表明:两种离子液体的热导率与温度的相关性不大;两种阳离子结构相似的离子液体热扩散率相近, 热扩散率随温度的升高有明显的变化, 本文认为离子液体内部的离子动量分布与温度紧密相关, 离子间的动量交换随温度的升高而增加, 离子动量分布随温度升高逐渐趋于一致, 离子间碰撞产生的动量交换不再明显改变离子的动量, 导致热扩散率的变化随温度升高而减小。