乙腈+水+离子液体等压汽液平衡测定与计算

采用改进的Ellis平衡蒸馏仪测定了乙腈+水+1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])、乙腈+水+{1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])+[EMIM][DEP]}常压(101.3 kPa)等压汽液平衡(VLE)数据。实验结果表明，备选离子液体可促进水+乙腈混合物的分离并消除其共沸点。借助NRTL模型成功关联了含离子液体的三元和四元VLE实验数据，获得了乙腈-[EMIM][DEP]、水-[EMIM][DEP]和[EMIM][OAC]-[EMIM][DEP]二元交互作用参数。应用COSMO-SAC预测了实验VLE，结果令人满意。量化计算表明可与水形成强相互作用的离子液体更易促进乙腈与水的分离。     

乙腈+水+离子液体等压汽液平衡测定与计算

采用改进的Ellis平衡蒸馏仪测定了乙腈+水+1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])、乙腈+水+{1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][OAC])+[EMIM][DEP]}常压(101.3 kPa)等压汽液平衡(VLE)数据。实验结果表明,备选离子液体可促进水+乙腈混合物的分离并消除其共沸点。借助NRTL模型成功关联了含离子液体的三元和四元VLE实验数据,获得了乙腈-[EMIM][DEP]、水-[EMIM][DEP]和[EMIM][OAC]-[EMIM][DEP]二元交互作用参数。应用COSMO-SAC预测了实验VLE,结果令人满意。量化计算表明可与水形成强相互作用的离子液体更易促进乙腈与水的分离。     

溴化锂及离子液体水溶液密度、黏度和表面张力测定与计算

常压条件下,实验测定了不同温度（283.15~343.15 K）下吸收制冷/热泵工质对——溴化锂（LiBr）、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM][OAC]）和1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐（[BMIM][SCN]）水溶液的密度、黏度和表面张力,借助线性方程和Vogel-Tammann-Fulcher（VTF）模型,分别成功关联了密度和黏度实验值。研究结果表明：在相同条件下,溴化锂水溶液的密度大于离子液体水溶液的密度,而前者的黏度小于后者;对表面张力,随着溴化锂含量增加,其水溶液的表面张力值增加,而少量离子液体可使水的表面张力快速下降。根据实验黏度和表面张力分别获得了能量势垒和表面熵/焓,表明各水溶液中分子或离子迁移难易程度遵循[EMIM][OAC] > [BMIM][SCN] > LiBr,表面有序性遵循[BMIM][SCN] > [EMIM][OAC] > LiBr。研究结果可为吸收制冷/热泵工质对及低温余热回收系统的设计和计算提供可靠的数据支撑。     

3种咪唑类离子液体的物理性质研究

咪唑类离子液体是目前应用最多的离子液体之一,然而有关其物理化学性质的研究较少。为了给离子液体的工业应用提供数据参考,本文合成了3种常用的咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([Emim]DEP)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸([Emim]Ac)和1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl),测定了它们的密度、黏度、玻璃态转化温度(Tg)和酸度离解常数(p Ka),并研究了它们的热稳定性。在3种离子液体中,[Emim]DEP热稳定性最好且黏度较低,具有更广阔的工业应用前景。     

硫酸/离子液体催化合成三聚甲醛的实验与分子模拟研究

以3种烷基咪唑类酸性离子液体与硫酸组成的复合催化剂取代纯硫酸作为三聚甲醛合成的催化剂.结果表明,在相同反应条件下,硫酸/1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([EMIM][HSO4])作为催化剂时,产物三聚甲醛的平衡浓度可以提高17％.分子动力学模拟研究表明,[EMIM][HSO4]可以改变反应体系粒子间微观结构.加入[EM...     

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（C₂H₄）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（C₂H₄）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C₂H₄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C₂H₄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C₂H₄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C₂H₄吸收剂的潜力。     

1-丁基-3-甲基咪唑表面活性离子液体的界面膨胀流变行为研究

研究了1-丁基-3-甲基咪唑十二烷基硫酸盐([bmim][DS])和1-丁基-3-甲基咪唑二(2-乙基己基)磺基琥珀酸酯盐([bmin][AOT]两种表面活性离子液体在正庚烷/水界面的动态界面张力和膨胀特性。比较了[bmim][DS]或[bmin][AOT]和传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)或二(2-乙基己基)磺基琥珀酸酯钠(Na[AOT])之间的膨胀弹性,并且考察了1-丁基-3-甲基咪唑阳离子之间静电相互作用对界面膜特性的影响。另外,通过对比[bmim][DS]和[bmim][AOT]在不同浓度下的膨胀弹性,验证了烷基链数量的改变对界面膨胀流变行为的影响。     

环己烷-乙醇-离子液体液液相平衡数据测定及关联

环己烷-乙醇是化工生产中常见的共沸体系,溶剂萃取是分离环己烷-乙醇的重要途径。在常压,303.15 K实验条件下,以[EMIM][OTF](1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐)、[EMIM][SCN](1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐)、[EMIM][DCA](1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐)3种离子液体为萃取剂,测定环己烷-乙醇的液液相平衡数据。利用分配系数和选择性评价不同离子液体的萃取性能。此外,根据Othmer-Tobias和Hand方程对相平衡实验数据进行一致性和可靠性校验。最后,采用Aspen Plus软件选择NRTL模型对相平衡数据进行关联,获得二元交互作用参数,并将其用于计算相应的相平衡组成。通过研究发现,计算值和实验值的均方根偏差小于0.02,表明NRTL模型能够准确描述三元相平衡过程。     

一个物理化学设计实验的探讨与改进——离子液体溶液平均活度系数的测定

文章制备了溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑[C12mim]Br和1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C12mim][BF4]两种离子液体。在不同温度下,测定了两种离子液体水溶液的电导率,根据电导率-浓度曲线转折点求出了两种离子液体水溶液的临界胶束浓度。由Debye-Hücker和Osager-Falk-enhangen公式计算出离子液体的平均活度系数。结果表明：[C12mim]Br和[C12mim][BF4]的水溶液临界胶束分别为5.75×10-3 mol·L-1和6.00×10？3 mol·L-1。25℃下,平均活度系数随浓度的增大而降低。     

两种咪唑型离子液体对纤维素的溶解及纺丝性能的比较

以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]CI）两种咪唑型离子液体为溶剂,研究比较了它们对纤维素的溶解性能及其溶液的纺丝加工性能。结果发现：两种离子液体均能在一定条件下溶解纤维素,但[EMIM]Ac较[BMIM]Cl对纤维素具有更低的溶解温度和更快的溶解速率。从流变分析还发现：纤维素/[EMIM]Ac溶液与纤维素/[BMIMCl溶液均为切力变稀流体,相同条件下纤维素/[EMIM]Ac溶液的黏度远低于纤维素/[BMIM]Cl溶液,使其可在相对低的温度下纺丝。此外,GPC分析结果表明：纤维素在用[EMIM]Ac溶解及纺丝过程中降解程度较小,而用[BMIM]Cl进行溶解纺丝时,降解作用则较明显。对纤维结构与力学性能的分析结果进一步表明：与相同喷头拉伸比下制得的[EMIM]Ac法再生纤维素纤维相比,[BMIM]Cl法再生纤维素纤维的聚集态结构相对较完善,结晶度与取向度更高些,从而使其力学性能也相对较好。     

咪唑类离子液体混合物用于二氧化硫高效吸收

开发易制备、价格便宜、面向SO₂气体高效分离的离子液体（ILs），是当前ILs从实验探索迈向工业应用的难点与重大挑战。合成了不同摩尔比（3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3）的1-乙基-3-甲基咪唑氯盐（[Emim][Cl]）和1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐（[Emim][OAc]）的离子液体混合物[Emim][Cl]_x[OAc]_1-x， 在测定其密度、黏度、热稳定性等基本物性数据的基础上，研究了[Emim][Cl]_x[OAc]_1-x混合物在不同温度和SO₂分压下的SO₂吸收能力。结果表明，[Emim][Cl]_x[OAc]_1-x能够有效地捕获SO₂。[Emim][Cl]与[Emim][OAc]之间存在协同促进作用，有利于实现SO₂高效吸收。[Emim][Cl]_0.33[OAc]_0.66混合液在1.0和0.2 atm（1 atm=101325 Pa）下捕获SO₂量分别为（1.34±0.08）和（0.74±0.05） g/g，与现有结果相比，混合物在SO₂捕获方面有明显优势。此外，这些离子液体混合物对二氧化硫的吸收和解吸具有良好的可逆性。     

磷酸基咪唑离子液体脱除煤焦油柴油馏分中的氮化物

研究了不同磷酸基咪唑离子液体对煤焦油柴油馏分中氮化物的脱除效果.分别以磷酸酯和磷酸二氢根为阴离子合成了烷基碳链长度不同的咪唑磷酸酯和咪唑磷酸二氢盐离子液体,考察了不同条件下离子液体对煤焦油柴油馏分的脱氮效果.结果表明,酸性咪唑磷酸二氢盐离子液体脱氮效果优于咪唑磷酸酯离子液体,1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([BMim]H₂PO₄)离子液体的脱氮效果最佳.在剂油质量比为0.2、反应温度为40℃、反应时间和静置时间均为30min的条件下,[BMim]H₂PO₄对煤焦油柴油馏分的脱氮率为92.3%,循环使用5次后仍具有稳定的脱氮效果.     

[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。     

表面活性剂与离子液体对β-葡萄糖苷酶的协同影响

为考察表面活性剂和离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐（[EMIM]DEP）对类芽孢杆菌sp. LLZ1 β-葡萄糖苷酶活性的影响，在酶活测定体系中加入一定浓度的表面活性剂和[EMIM]DEP。结果表明：添加5%的[EMIM]DEP使β-葡萄糖苷酶的活性增强了12.00%，进一步添加0.1%鼠李糖脂、Span20、PEG4000和Tween80分别使酶活增强了21.85%、12.07%、8.57%和5.25%，而Triton X-100和SDS分别使酶活降低了4.59%和10.63%。动力学曲线和动力学参数表明随着表面活性剂和5%[EMIM]DEP对β-葡萄糖苷酶活性的增强，米氏常数K_m随之减小。圆二色谱（CD）分析表明分别经0.1%鼠李糖脂、Span20、PEG4000和Tween80处理后，β-葡萄糖苷酶的α-螺旋分别增加1.00%、0.78%、0.72%和0.80%，添加SDS导致α-螺旋减少5.72%。荧光光谱表明同时添加表面活性剂和5%[EMIM]DEP改变了β-葡萄糖苷酶的最大发射波长。差示扫描量热法(DSC)表明0.1%鼠李糖脂和5%[EMIM]DEP提高了β-葡萄糖苷酶的中点温度和平均展开焓。使用0.1%鼠李糖脂协同5%[EMIM]DEP水解纤维二糖，转化率提高了21.93%。     

离子液体[EMIM][DEP]辅助纤维素酶降解小麦秸秆的研究

以小麦秸秆为原料,通过正交实验对纤维素酶降解小麦秸秆的影响因素进行研究。结果表明,影响小麦秸秆降解的因素依次为:反应温度酶解时间料液比,其最适条件是:反应温度为50℃,料液比为1∶50,酶解时间为10 h。经离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM][DEP])处理过的小麦秸秆降解出的还原糖量比未经离子液体预处理的提高了10.42%。     

表面活性剂对离子液体预处理纤维素的影响

采用离子液体1-甲基-3乙基咪唑磷酸二甲酯（[MEIM][DMP]）与表面活性剂耦合处理纤维素,考察表面活性剂对于酶解的影响,并用红外光谱、X射线衍射分析其机理。结果表明[MEIM][DMP]/聚乙二醇4000（PEG4000）处理的纤维素酶解率比未处理的纤维素高78.2%,比未加表面活性剂处理的再生纤维素高6.5%。红外光谱显示有PEG4000分子特征峰出现,X射线衍射分析表明PEG4000处理再生的纤维素几乎为无定形区。因此,PEG4000参与的处理有利于进一步提高纤维素酶解率,使结晶度降低,从而酶解率提高。     

1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈盐中各类溶质无限稀释活度系数的测定

采用反相气相色谱法将离子液体作为固定相测定了27种溶质(烷烃、芳烃,卤代甲烷、醇、酮、醚、酯、三乙胺、二硫化碳、四氢呋喃、乙腈、吗啡啉、吡啶和水)在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈盐([EMIM][N(CN)2])323.15 K, 333.15 K, 343.15 K和353.15 K下的无限稀释活度系数γ∞1,3.通过计算不同溶质无限稀释活度系数的比值,探讨了[EMIM][N(CN)2]作为共沸、萃取精馏和萃取操作中的夹带剂或萃取剂的可行性.结果显示[EMIM][N(CN)2]在含水以及极性不对称性较大的共沸二元体系中有很好的选择性.此外,通过温度与γ∞1,3值的关系得到溶质的无限稀释偏摩尔焓.     

磷酸酯类离子液体对环氧树脂改性的研究

将1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯离子液体(EMIM DEP)与环氧树脂(EP)共混,并以4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂制备了环氧复合材料(EP/ILs)。通过示差扫描量热分析、热重分析、拉伸强度、冲击强度和极限氧指数测试研究了EMIM DEP用量对EP固化性能和EP/ILs性能的影响。结果表明:EMIM DEP降低了环氧体系的固化温度,促进交联反应使固化热升高。EMIM DEP能够同时提高EP/ILs的冲击性能和阻燃性,当EMIM DEP加入质量分数为4%时,复合材料的冲击强度提高了128%,氧指数达到29.8%,EMIM DEP有凝聚相阻燃作用。     

离子液体[emim][Tf_2N]的表面张力、密度、黏度及电导率实验测定

在298.15~338.15 K 0.1 MPa工况下测定了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([emim][Tf_2N])的表面张力、密度、黏度及电导率;采用最小二乘法拟合了实验数据,得到了表面张力和密度随温度的回归方程;在相同工况下,同其他实验数据以及采用基团贡献法得到的数据进行了对比;同时,研究了相关物性参数同离子液体结构和温度的关系。研究结果表明:离子液体的表面张力随阳离子取代基碳链长度的增大而减小,随阴离子尺寸的增加而减小;其表面张力和密度随温度的升高均呈线性减小变化;黏度随着温度的升高逐渐降低;电导率随着温度的升高而增大。以上物性的测定和研究,填补了离子液体[emim][Tf_2N]相关物性参数的空白,同时也为该种离子液体的应用,尤其是在吸收式制冷系统中的应用,提供了参考。     

[NH_2-emim]Br/[Bmim]BF_4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([NH_2-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[NH_2-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 m S·cm~(-1),CO_2的溶解饱和度82%(摩尔分数),将不同含量的[NH_2-emim]Br与[Emim]BF_4、[Bmim]BF_4、[Bmim]PF6组成二元复合离子液体,并用于CO_2电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO_2在[NH_2-emim]Br(0.5%)-[Bmim]BF_4复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF_4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CO_2电化学还原离子液体体系。