[PAMIM][PF6]离子液体作为气相色谱固定相的研究

以1-甲基咪唑、氯丙烯、六氟磷酸钾为原料合成了一种聚合离子液体聚-1-丙烯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([PAMIM][PF6])。通过红外光谱法和核磁共振波谱法表征了产物的结构,通过热重分析,考察了其分解温度,并确定了此离子液体作为气相色谱固定液的最高使用温度。以离子液体作为气相色谱固定相,制备了色谱填充柱,通过对烃系物、醇系物的分离,考察了色谱柱的分离效果、极性。     

1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体合成

按照两步法合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6),探讨了时间、温度、溶剂、反应物配比等对中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Bmim]Br)以及离子液体[Bmim]PF6产率的影响。结果表明,反应物配比为(1∶1.1)~(1∶2),温度70℃,反应30 h,中间体产率为95.91%;中间体中加入等摩尔KPF6,25℃下反应10 h后,离子液体产率为97.26%。     

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。     

氢氟烃在离子液体[HMIM][PF_6]中的扩散系数和亨利常数

氢氟烃+离子液体是一种非常有潜力的吸收式制冷循环工质对。利用压力衰减法测量了303.15~343.15K范围内6种氢氟烃(R32、R125、R161、R143a、R1234yf、R152a)在离子液体1-已基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM][PF_6])中的扩散系数和亨利常数。结果表明:6种氢氟烃在[HMIM][PF_6]中的扩散系数和亨利常数均随着温度的升高而增大。在6种氢氟烃中,因R32在[HMIM][PF_6]中具有较大的溶解度和扩散系数,所以R32+[HMIM][PF_6]较适合作为吸收式制冷循环的工质对。最后,采用Arrhenius方程对6种氢氟烃在[HMIM][PF_6]中的扩散系数和亨利常数进行了关联,计算结果与实验数据的平均绝对相对偏差分别小于2.5%和6.0%。     

含离子液体乙腈-正丙醇体系的等压汽液平衡

常压(101.3 kPa)下, 测定了如下体系的汽液平衡数据:乙腈-正丙醇-氯化1-苄基-3-甲基咪唑([BzMIM][Cl])、乙腈-正丙醇-溴化1-苄基-3-甲基咪唑([BzMIM][Br])、乙腈-正丙醇-溴化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM][Br]), 考察了3种离子液体对乙腈-正丙醇体系相平衡行为的影响。实验结果表明, 3种离子液体都能够提高乙腈对正丙醇的相对挥发度, 3种离子液体提高相对挥发度的顺序为 [BzMIM][Cl] > [BzMIM][Br] > [HMIM][Br]。用NRTL模型对测得的汽液平衡数据进行了关联, 关联结果与实验结果具有良好的一致性。     

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。     

四氢呋喃-乙醇-离子液体三组分物系汽液平衡

在100 kPa下,用汽液平衡釜测定了含离子液体1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM] BF4)的四氢呋喃-乙醇物系的等压汽液平衡数据.所测得的汽液平衡数据符合热力学一致性检验.利用UNIFAC方程对实验数据进行了关联,计算值与实验值的平均偏差为0.007,说明UNIFAC模型关联结果与实验结果吻合很好.实验结...     

离子液体应用于乙酸乙酯-乙醇体系萃取精馏

在101.32 kPa下,利用改进的othmer平衡釜测定了乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]~+[BF_4)~-体系的等压汽液相平衡数据.实验结果表明:离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-具有明显的盐析效应,能够增大体系的相对挥发度,当离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-在体系中的摩尔分数大约为10%时,体系的共沸点消失,而且随着[OMIM]~+[BF_4)~-含量的增加,体系的相对挥发度逐渐提高,这说明离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-有潜力作为萃取剂应用在乙酸乙酯.乙醇的萃取精馏中;采用NRTL方程对实验数据进行了关联和预测,关联结果的平均相对偏差为3.12%,汽液平衡的预测结果和实验结果吻合程度良好,利用剩余曲线进一步分析了[OMIM]~+[BF_4)~-应用于乙酸乙酯-乙醇体系的萃取精馏的可行性.     

室温离子液体[BMIm]PF_6中纳米银的制备及结构表征

在微波条件下合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm]PF6)离子液体,用红外光谱对其结构进行了表征。用该离子液体作为反应介质,采用硼氢化钠为还原剂制备了金属银纳米微粒,用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱和热分析对纳米银的结构和形貌进行了表征。结果表明,所制备的纳米银具有立方相结构,粒径约为10 nm;离子液体不但作为反应的溶剂而且还作为修饰剂,包覆在银纳米微粒的表面,从而阻止了银纳米微粒的团聚。     

[Bmim]PF_6离子液体中微波辅助制备纳米TiO_2光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为前驱物,在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([Bmim]PF6)、水、无水乙醇所组成的混合溶剂中,用微波辐射加热制备了纳米TiO2光催化剂,并用XRD对其结构进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯为光源,考察了离子液体用量、微波功率、微波加热温度、微波加热时间等因素对TiO2光催化活性的影响。结果表明:在[Bmim]PF6介质中用微波辐射加热制得的纳米TiO2催化剂,不需要经过高温煅烧就具有较高的光催化活性,其对甲基橙的降解率在3 h就可达到99.3%,活性明显优于传统加热条件下制得的纳米TiO2催化剂。     

离子液膜法分离H_2、N_2混合气体研究

选取2种市售离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)与1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6),另采用离子交换法合成出2种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐([BMIM]HCOO)与1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([BMIM]CH3COO)。将离子液体与膜分离法优点相结合,选取聚偏氟乙烯膜、聚砜膜和聚丙烯腈膜并用浸渍法制备离子液体支撑液膜。比较不同温度下不同类型离子液膜对H2/N2的分离系数发现,[BMIM]HCOO型聚砜膜和聚丙烯腈膜对H2/N2分离系数较大。温度条件显著影响分离效果:30℃时[BMIM]BF4型聚偏氟乙烯膜、[BMIM]HCOO型聚砜膜分离H2/N2能力较强,可分离掉N2获得H2;30℃时[BMIM]BF4型聚砜膜分离N2/H2能力较强,可分离掉H2获得N2。     

1-戊基-3-甲基咪唑类离子液体的合成

以1-氯戊烷和N-甲基咪唑为原料合成了室温离子液体1-戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(PMIMBF4)和六氟磷酸盐(PMIMPF6),通过考察各种影响因素对中间产物氯代咪唑盐(PMIMCl)的影响得出合成1-戊基3-甲基咪唑离子液体的最佳条件为:原料N-甲基咪唑与1-氯戊烷的投料比为1.2∶1,反应温度为70-75℃,反应时间为24 h。最终产物的收率为92%-94%。产物结构用FT-IR和1HNMR光谱进行表征。     

共轭离子液体剥离改性石墨烯的制备及其导电应用

合成了一种共轭离子液体1-甲基-3-(9-蒽甲基)咪唑六氟磷酸盐([MAIM]PF_6),将其与常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF_6)以及多层石墨片混合后,通过微波及超声处理制备离子液体修饰的少层石墨烯;将少层石墨烯与聚醚酰亚胺(PEI)进行复合,制备石墨烯/PEI复合膜。结果表明:合成产物确定为[MAIM]PF_6;少层石墨烯厚度约为5 nm,离子液体没有破坏石墨烯片层结构;石墨烯在PEI基体中分散性好,当石墨烯质量分数为5%时,石墨烯/PEI复合膜的电阻率为2.14×10~5Ω·cm,加入石墨烯可以显著改善PEI的导电性。     

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。     

咪唑类离子液体的合成与表征

采用溴丁烷与N-甲基咪唑为原料合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑，并通过离子交换反应制备离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐以及1-丁基-3-甲基咪唑四氟鹏酸盐。产物结构经FT-IR和1^HNMR确认，其纯度通过HPLC分析均达到99．0％以上。     

咪唑类[PF_6]^-型离子液体萃取苯胺

研究了以咪唑类[PF6]-型室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim][PF6]）、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Hmim][PF6]）和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Omim][PF6]）对苯胺水溶液的萃取平衡。实验结果表明：pH值对分配系数的影响很大,在碱性条件下,分配系数较高;萃取过程属于吸热过程;经过四级错流萃取,废水可达到排放标准,萃取相中的苯胺回收率在90%左右,离子液体回收率〉90%,离子液体可以循环利用。     

甲基丙烯醛、甲醇与[BMIM]BF4二元体系的气液相平衡

测定了常压下甲基丙烯醛、甲醇与[BMIM]BF4二元体系在350.75, 341.55和331.55 K下的气液相平衡数据,并采用非无序双液(Non-random Tow-liquid Model, NRTL)模型对实验数据进行了关联. 实验结果表明,甲基丙烯醛和甲醇在离子液体[BMIM]BF4中的溶解度均随温度的升高而减小,随压力的升高而增大;甲基丙烯醛-[BMIM]BF4体系相对于理想溶液产生正偏差,甲醇-[BMIM]BF4体系相对于理想溶液产生负偏差. NRTL模型的关联结果与实验值吻合较好,甲基丙烯醛-[BMIM]BF4体系关联的平均偏差为1.20%,甲醇-[BMIM]BF4体系关联的平均偏差为0.42%.     

离子液体-水体系的相平衡

通过对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][PF4])离子液体 水体系相平衡及NaCl、NaBF4和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)对离子液体 水体系相平衡的影响进行了研究,结果表明: 离子液体[bmim][BF4] H2O二元体系具有典型的最高上临界溶解温度(UCST)行为,其最高上临界温度为5.3℃左右,临界组成为50%(水的质量分数); NaCl和NaBF4降低 [bmim][BF4] H2O体系的混溶性,而[bmim]Cl增加该体系的混溶性.由此得到一种简单定性地判断离子液体[bmim][BF4]中可能存在的杂质种类和水平的方法,并利用此结果可设计纯化该离子液体的绿色工艺.     

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。