吗啡啉类酸性离子液体的合成及其催化酯化反应

制备了N-甲基-N-丁基吗啡啉硫酸氢盐([Nbmm]HSO4)和N-甲基-N-丁基吗啡啉对甲苯磺酸盐([Nbmm]PTSA)两种新型酸性离子液体。通过FT-IR和元素分析确认其结构。所合成的离子液体均溶解于强极性溶剂,且酸性较强。以乙酸和乙醇合成乙酸乙酯的反应为模型反应考察了离子液体催化酯化反应的催化活性,吗啡啉离子液体具有很好的催化活性,其强弱顺序为[Nbmm]HSO4[Nbmm]PTSA。这与离子液体的酸性及其与原料、产物的溶解性有关。同时也说明吗啡啉离子液体的酸性主要由其阴离子决定。在n(环己烷)∶n(乙醇)∶n(乙酸)=0.88∶2∶1、离子液体[Nbmm]HSO4加入量为原料总质量的1.8%、反应时间为3h条件下,采用溶剂回流法合成乙酸乙酯收率达99.57%。脱水后离子液体重复使用5次,催化活性仍无明显下降。将[Nbmm]HSO4应用于乙酸正丁酯和油酸甲酯的合成也具有较高的催化活性。     

3-N，N，M-三甲铵基丙磺酸硫酸氢铵离子液体催化柠檬酸三丁酯的合成

研究了功能化离子液体3-N,N,N-三甲铵基丙磺酸硫酸氢铵盐（[TMPS]·[HSO4]）催化柠檬酸和正丁醇反应合成柠檬酸三丁酯的新工艺。结果表明,[TMPS]·[HSO4]具有很高的催化活性,在n（柠檬酸）：n（正丁醇）=1：3．5,125～130℃,反应时间3．0h条件下,酯化率可达99％。反应结束后产物与催化体系分层,使得分离过程简化。离子液体可以循环使用9次,催化活性无明显变化。     

采用质子酸离子液体反应萃取精馏制备醋酸甲酯

以醋酸、甲醇为原料,以质子酸离子液体为催化剂和萃取剂,采用反应萃取精馏法制备了醋酸甲酯。考察了质子酸离子液体和配料比、回流比及反应时间对反应萃取精馏的影响。实验结果表明,质子酸离子液体是制备醋酸甲酯的良好催化剂和萃取剂,能消除醋酸甲酯与水或甲醇的共沸点,提高醋酸甲酯的纯度和收率;在3种质子酸离子液体[Hmim]CF3COO,[Hmim]BF4,[Hmim]HSO4中,[Hmim]HSO4(Hmim为N-甲基咪唑)的催化活性最高。反应萃取精馏的最佳工艺条件是:m(HOAc)∶m(CH3OH)∶m([Hmim]HSO4)=100∶50∶1,回流比2.5,反应时间30min。在此条件下,醋酸甲酯的纯度可达99.84%,收率可达98.65%。采用闪蒸的方法可回收醋酸、甲醇及质子酸离子液体,质子酸离子液体可重复使用8次。     

离子液体中季铵型六聚钨酸盐相转移催化氧化脱硫性能

制备了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和4种季铵型六聚钨酸盐催化剂,通过FTIR,UV-Vis,TG等方法对它们的结构进行了表征;考察了以H2O2为氧化剂,季铵型六聚钨酸盐催化剂在离子液体[Bmim]BF4中相转移催化氧化模拟油中二苯并噻吩(DBT)的活性。实验结果表明,随H2O2和催化剂用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,DBT脱除率单调增加;适宜的反应条件为:以季铵型六聚钨酸盐[C18H37(CH3)3N]2W6O19为催化剂,模拟油用量5mL、离子液体[Bmim]BF4用量1 mL、反应温度50℃、反应时间3.0 h、n(催化剂)∶n(DBT)=1∶10、n(H2O2)∶n(DBT)=4;在此条件下,该脱硫体系的DBT脱除率可达99.6%,其脱硫效果好于仅用离子液体萃取脱硫和无离子液体的催化氧化脱硫体系的脱硫效果。     

碱性离子液体催化合成N-烷基芳胺化合物

合成了5种以N-甲基咪唑为基体的碱性离子液体,以其作为催化剂,在无溶剂条件下,成功催化合成N-烷基化芳胺化合物.考察了离子液体种类、反应时间、卤代烃的种类等因素对反应的影响.实验结果表明,以碱性离子液体氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑盐([Bmim]OH)为催化剂,反应温度30℃,反应时间4h条件下,不同取代基苯胺N-烷基...     

[BMIM]HSO4/Al2O3催化甘油脱水反应的研究

采用两步法合成离子液体[BMIM]HSO4,并采用浸渍法制备了[BMIM]HSO4/A12O3催化剂,用IR、1HNMR、TG-DTG等方法对催化剂进行了表征.在常压连续流动的固定床反应器中,考察了甘油制备丙烯醛的工艺条件,结果表明:在催化剂为[BMIM]HSO4/Al2O3,负载量为40％、反应温度为300℃、体积空...     

离子液体中正丁基苯基醚的绿色合成方法

制备了1-甲基-3-正丁基咪唑氟硼酸盐([bmim]BF_4)和N-正丁基吡啶氟硼酸盐([bpy]BF_4)两种离子液体,并作为溶剂和催化剂用于正丁基苯基醚的合成。考察了反应条件对正丁基苯基醚产率的影响,探讨了正丁基苯基醚的合成反应机理。在反应条件为65℃、2 h、氯代正丁烷与苯酚钠摩尔比为1∶1.2、离子液体与反应物的质量比为2∶1时,分别以[bmim]BF_4、[bpy]BF_4和混合离子液体([bmim]BF_4和[bpy]BF_4的摩尔比为1∶1)为溶剂和催化剂时,正丁基苯基醚的产率分别为80.2%、85.1%和96.9%。结果表明,混合离子液体因提高了与极性相异反应物的相溶性而明显提高了正丁基苯基醚的产率,并且具有良好的重复使用性能。     

聚苯乙烯负载酸性离子液体催化剂的制备及催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂、偶氮二异丁腈为引发剂、乙醇为分散介质,通过苯乙烯与酸性离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐([(CH2)3SO3HVIm][HSO4])的分散聚合,制备了聚苯乙烯(PS)负载酸性离子液体催化剂(PS-[(CH2)3SO3HVIm][HSO4]),用FTIR、TG-DSC和元素分析方法对其进行了表征。表征结果显示,酸性离子液体较好地负载在PS表面,负载量为0.892 9mmol/g,该催化剂具有良好的热稳定性。将该催化剂用于醋酸与正丁醇的酯化反应,反应体系呈均相,反应结束后加入乙醇,体系转变为非均相,这种现象可使反应高效进行且催化剂易于回收。在较佳的反应条件(反应温度92℃、m(催化剂)∶m(总反应物)=0.080、n(正丁醇)∶n(醋酸)=1.2∶1、反应时间3h、环己烷8mL)下,醋酸正丁酯的收率可达到97.8%;催化剂重复使用4次后醋酸正丁酯的收率为80.2%。     

室温离子液体中双环戊二烯加氢以及金刚烷合成

利用氟硼酸甲基丁基咪唑离子液体 ([BMIM] [BF4 ] )作为反应介质 ,过渡金属三苯基膦配合物作为催化剂 ,在90～ 15 0℃、1.0～ 1 5MPa下研究了双环戊二烯加氢制备桥式四氢双环戊二烯 (endo -TCD)的反应 ,获得了高转化率和选择性 ,所得产物与离子液体催化体系不溶而分层。在有机助溶剂和氢气 (4 0MPa)存在下 ,endo -TCD在氯化甲基丁基咪唑 -氯化铝 (AlCl3摩尔分数为 67% )离子液体中可高效地异构为金刚烷。同时考察了离子液体催化体系及不同反应条件对反应的影响     

氯铝酸盐离子液体催化β-甲基萘歧化反应

对三氯化铝-氯代丁基甲基咪唑([Bmim]Cl-AlCl_3)、三氯化铝-氯代丁基吡啶(BPC-AlCl_3)、三氯化铝-四甲基氯化铵([Me_4N]Cl-AlCl_3)离子液体催化β-甲基萘(β-MN)歧化制备2,6-二甲基萘(2,6-DMN)进行了研究。通过正交实验,考察了3种不同阳离子型离子液体中反应温度、AlCl_3在离子液体中所占的摩尔分数及催化剂质量分数等反应条件对β-MN歧化反应的转化率和2,6-DMN选择性的影响,对比了3种阳离子型离子液体的催化反应性能。结果表明：[Bmim]Cl-AlCl_3酸性离子液体最适合催化β-MN歧化反应。在反应温度160℃、AlCl_3摩尔分数0．8、催化剂质量分数14%条件下,β-MN转化率可达42．9%,2,6-DMN的选择性达到40．6%。反应系统中微量水是使离子液体失活的主要原因。     

[BMIM]HSO_4/Al_2O_3的制备及其在甘油脱水反应中的应用研究

采用两步法合成离子液体[BMIM]HSO4,并采用浸渍法制备了[BMIM]HSO4/Al2O3催化剂,用IR、NMR、TG-DTG等方法对催化剂进行表征,并在常压连续流动的固定床反应器中考察其催化甘油脱水制备丙烯醛的性能,重点考察了催化剂离子液体的负载量、反应温度、体积空速对反应的影响及催化剂的稳定性。结果表明,较优条件为:[BMIM]HSO4/Al2O3催化剂w([BMIM]HSO4)为40%、反应温度为300℃、体积空速为6h-1,此时丙烯醛的摩尔选择性可达90.22%,甘油的转化率为100%,且催化剂在反应100h后仍保持75%的收率。     

酸性离子液体在乙醇脱水反应中的应用

以浓硫酸和几种酸性离子液体为催化剂,对乙醇脱水制乙烯反应进行了研究。探讨了催化剂类型、反应温度、乙醇流量等因素对反应的影响。实验结果表明,180℃时,以酸性离子液体1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-BMIM]HSO4)为催化剂,乙醇的转化率(73.8%)及乙烯的选择性(86.6%)与浓硫酸为催化剂时相似,而酸性较弱的离子液体催化乙醇脱水反应的效果较差。在120～220℃范围内,[HSO3-BMIM]HSO4催化乙醇脱水反应时乙醇转化率及乙烯选择性随反应温度的升高而增加;在一定的乙醇流量范围(1.0～8.0mL/h)内,反应温度为180℃时乙醇转化率及乙烯选择性随乙醇流量的增大而降低,而在220℃时,乙醇转化率及乙烯选择性则变化不大,反应200h内乙醇转化率及乙烯选择性都保持在96%以上。     

键合接枝法制备固载酸性离子液体及其催化合成醋酸丁酯

采用键合接枝法,以偶氮二异丁腈为引发剂,利用3-巯丙基三乙氧基硅烷改性的硅胶与乙烯基咪唑(VIm)类酸性离子液体发生自由基聚合反应,制成固载化离子液体催化剂[(CH2)3SO3HVIm]HSO4/硅胶。通过元素分析、傅里叶变换红外光谱、热重-示差扫描量热分析等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,离子液体较好地负载在硅胶表面,负载量(以每克催化剂计)为2.671mmol/g,催化剂具有良好的热稳定性。将该催化剂用于合成醋酸丁酯,较佳的反应条件为:反应温度94℃,n(正丁醇):n(醋酸)=1.2,m(催化剂):m(反应物)=0.06,反应时间3h,酯收率达到99.5%。反应后催化剂易分离,重复使用8次后,酯收率仍可达到90.1%。     

质子酸离子液体催化合成叔丁基苯的研究

用质子酸离子液体[BPy]HSO4代替传统催化剂催化苯和叔丁醇反应合成叔丁基苯。通过正交试验，考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、苯／叔丁醇摩尔比对苯的烷基化反应的影响，确定了最佳反应条件：催化剂[SPy]HSO4用量为4mL、叔丁醇0．1mol、n（苯）：n（叔丁醇）=4：1、反应时间1．0h、反应温度50—55℃。在此条件下，平均收率为79．2％。催化剂[BPy]HSO4溶于水后通过过滤和蒸发除水，重复使用5次，收率无明显变化。     

[C4mim]HSO4离子液体脱除页岩油柴油馏分中氮化物的研究

合成了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体,并以氮含量高的抚顺页岩油柴油为原料考察其脱氮性能。分别研究了温度、油/IL质量比、水/IL、反应时间、沉降时间等因素对总氮和碱性氮脱除效率的影响。试验结果表明：该离子液体具有较好的脱氮性能,在抽提温度30℃、油剂质量比7:1、水剂质量比2:1、抽提时间20min、沉降时间2h的条件下,碱氮和总氮脱除率分别为90%、71%,且离子液体回用5次,其碱氮脱除率仍可达到74%。     

[bmim]Cl-AlCl_3离子液体对催化裂化汽油降烯烃性能的研究

研究了[bmim]Cl-AlCl_3离子液体催化体系的FCC汽油降烯烃性能。结果表明:在40℃、20 min和V (催化剂):V(汽油)=1:10时,FCC汽油烯烃体积分数下降14．70%,辛烷值基本不变,处理后的汽油烯烃体积分数完全符合我国新配方汽油的使用标准。离子液体可重复使用。离子液体能催化FCC汽油中的低碳烯烃与异构烷烃和芳烃的烷基化以及低碳烯烃自身的二聚反应,从而达到降烯烃的目的。实验表明,FCC汽油中的含氮组分是导致离子液体催化剂失活的主要原因,而含硫组分的影响不大。     

离子液体在烯烃环氧化反应中的应用

研究了1-辛烯、环辛烯等多种烯烃的环氧化反应,考察了反应温度、反应时间、催化体系循环使用次数等因素对环氧化反应的影响。结果表明,在离子液体1-甲基-3-丙酸咪唑硫酸氢盐中,以H2O2质量分数为30%的双氧水溶液为氧化剂,以[[(phens)2(H2O)FeⅢ]2(μ-O)](ClO4)4为催化剂,在反应温度为5℃,反应时间为15 min的最佳工艺条件下,1-辛烯转化率可达99%;催化活性随催化体系循环使用次数的增加而逐渐下降。