催化合成生物柴油的离子液体催化剂的研究进展

近几年来,离子液体作为环境友好的绿色催化剂,广泛用于催化合成生物柴油中。综述了在催化合成生物柴油中离子液体催化剂的分类,即B酸性离子液体(磺酸基功能化B酸性离子液体和基于酸性阴离子的B酸性离子液体)、L酸性离子液体和新型B碱性离子液体,以及离子液体催化剂的合成方法和表征方法,同时阐述了离子液体催化剂在制备生物柴油过程中的应用及其反应机理,并对离子液体催化剂的发展进行了展望。     

酸性离子液体催化异丁烷/丁烯烷基化研究进展

固体酸催化剂解决了传统烷基化油催化剂的腐蚀性、污染严重等问题,但失活快、产量低,酸性离子液体的催化效果可达传统烷基化油催化剂水平,且产物易分离、可重复利用性好。介绍了酸性离子液体及其催化异丁烷/丁烯烷基化的机理;综述了3种酸性离子液体体系催化异丁烷/丁烯的性能,包括L酸离子液体、B酸离子液体以及B-L双酸性离子液体;主要分析了金属卤代物、B酸及其他促进剂对L酸性离子液体体系催化性能的影响。对催化异丁烷/丁烯烷基化用酸性离子液体的发展方向提出了展望。     

咪唑类酸性离子液体催化正戊醛自缩合反应性能及机理

制备了一系列咪唑类酸性功能化离子液体,用于催化正戊醛自缩合反应。考察了酸性基团种类、与酸性基团相连碳链长度、阴离子种类对离子液体酸性及其催化性能的影响。在此基础上,考察了反应条件对酸性功能化离子液体1 (4 磺酸丁基) 3 甲基咪唑对甲苯磺酸盐(［HSO3 bmim］p TSA)催化性能的影响和离子液体的催化稳定性;采用密度泛函理论模拟了离子液体［HSO3 bmim］p TSA与正戊醛的相互作用情况,探讨了其催化正戊醛自缩合反应机理。结果表明：酸性较强的磺酸功能化离子液体催化活性明显高于羧酸功能化离子液体;对于磺酸功能化离子液体,正戊醛的转化率与离子液体酸强度正相关;［HSO3 bmim］p TSA具有最好的催化性能。［HSO3 bmim］p TSA催化正戊醛自缩合反应适宜的反应条件为：反应温度120 ℃,反应时间6 h,催化剂质量分数8%。在此条件下,正戊醛的转化率为886%;2 丙基 2 庚烯醛的收率和选择性分别为808%和912%。［HSO3 bmim］p TSA至少可循环使用6次,其催化性能基本保持不变。在理论模拟的基础上提出了［HSO3 bmim］p TSA催化正戊醛自缩合反应的机理。     

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。     

三乙烯二胺类离子液体的合成及其用于脱除非碱性氮

以三乙烯二胺为原料,通过两步法合成了五种不同阴离子结构的双核酸性离子液体,采用FTIR,1HNMR,UV-vis等手段对离子液体的结构和性质进行了表征;将三乙烯二胺类离子液体应用于油品脱氮,考察了剂水质量比、萃取温度、萃取时间、静置时间、剂油质量比对脱除非碱性氮化合物吲哚的影响,并研究了离子液体的回用性能。实验结果表明,在剂油质量比1∶10、剂水质量比1∶0、萃取温度40℃、萃取时间1.0h、静置时间20min条件下,三乙烯二胺类双核硫酸离子液体对吲哚的脱除率可达74.0%;离子液体重复使用五次,脱除率未发生明显下降。三乙烯二胺价格低廉,且该离子液体合成工艺简单,因此具有良好的应用前景。     

离子液体的应用及其负载化的研究进展

离子液体的功能化可使其具有更广阔的应用空间.将功能化离子液体进行固载化,可以把离子液体和固相载体材料的优点结合在一起,作为催化剂或介质应用于反应时,更有利于产物和原料的反应、分离和催化剂的循环使用,并且更经济.笔者综述离子液体的应用及其负载化等方面的研究进展.     

一种新型润滑剂——离子液体的摩擦学研究现状

随着人们对润滑剂综合性能要求的提高,各国科学家都致力于开发研究高性能的新型润滑材料.离子液体具有低熔点、不易燃、挥发性低和热稳定性高等特点,有望成为理想的、绿色的、极具发展前途的新型润滑剂,离子液体的摩擦学研究已越来越受到关注.文章简述了离子液体的概念、组成和特点,全面介绍了离子液体的摩擦学研究现状,其中包括常见离子液体和功能化离子液体的摩擦学性能研究以及离子液体中纳米微粒的制备及其摩擦学研究情况,并对今后离子液体的摩擦学研究趋势进行了展望.     

酸性离子液体催化苯酚与环己醇烷基化反应的研究

对SO3H-功能化离子液体[HSO3-bmim]HSO4催化苯酚与环己醇的烷基化反应进行研究,考察反应温度、反应时间、离子液体用量、反应物摩尔比等因素对烷基化反应转化率和选择性的影响,考察离子液体循环使用性能。结果表明,在反应温度200℃、n(苯酚):n(环己醇):n(离子液体)=14:10:1、反应时间6h的条件下,苯酚的转化率可达到75.7%,对环己基苯酚的选择性为61.6%,且离子液体重复使用3次后,其催化活性没有明显变化。     

酯基功能化离子液体的合成、表征及性质

采用两步法合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,研究了离子液体的密度、酸值、黏温性、吸湿性、溶解性、玻璃化转变温度及热稳定性能。结果表明:制备的离子液体与预期结构一致,且纯度较高,证明了该功能化离子液体的制备和提纯方法的可靠性;与含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体相比,功能化离子液体具有较高的密度、黏度、玻璃化转变温度和较低的酸值、吸水性及热稳定性,表明酯基官能团的引入,使烷基离子液体展现出不同的特性;另外,制备的2种离子液体均可以与极性大的溶剂混溶,而不溶于非极性或极性小的溶剂。     

废PET聚酯化学解聚及应用研究进展

综述了近年来国内外废PET聚酯化学解聚法的研究进展,包括传统化学解聚法和新型化学解聚法,重点论述了新型化学解聚法,包括微波辅助解聚法、超/亚临界解聚法、离子液体解聚法和酶催化解聚法等,分析对比了各自的优缺点,同时介绍了废PET解聚后的功能化应用,指明开发高效解聚催化剂和PET功能化应用是废PET聚酯的今后发展方向。     

离子液体在生物柴油制备中的应用

离子液体作为一种新型绿色溶剂和催化剂,已被广泛应用于多个工业领域。介绍了离子液体的特点,对离子液体在生物柴油制备中的应用进行了综述与展望。     

Friedel-Crafts Acylation of Aromatic Compounds in Ionic Liquids

Abstract

This article first reviews the application of ionic liquids in Friedel-Crafts acylation reactions. Ionic liquids can be used as catalyst solvents, the active component on solid carriers, or just as the solvent. One advantage of using ionic liquids in acylation reactions is the enhanced reaction rates, conversion, and selectivity. The acylation mechanisms of aromatic compounds in ionic liquids are also reviewed and analyzed. The acetylium cation [RCO]⁺ was confirmed to be the key intermediate in the acetylation reactions, and the replacement of a traditional solvent with the ionic liquid did not alter the acylation mechanism. With good consideration, we propose two rational acylation mechanisms for the Friedel-Crafts acylation of aromatics in the Lewis acidic ionic liquid and in the Lewis acid-ionic liquid system. Although the reaction rates, the conversion, and the selectivity for the acylation in ionic liquids are high, the separation of aryl ketone products from ionic liquids and the recycle of the ionic liquids are still a problem.     

吡啶离子液体的热分析研究

本文采用两步合成法合成了氯代丁基吡啶三氯化铝离子液体(bpc/AlCl3),对中间产物氯化丁基吡啶(bpc)进行了TG-DSC测定,对合成的不同酸性的离子液体进行了TG-DTA热分析研究,考察了离子液体的热稳定区间。热分析研究表明吡啶离子液体在呈液态的范围内蒸汽压很低,几乎不挥发,吡啶离子液体的稳定区间为室温到250℃左右,明显高于其它常规有机溶剂,对于一般的工业应用已经足够。     

室温离子液体的应用进展

室温离子液体是目前被广泛认同的传统溶剂的替代品,本身具有许多绿色的特性,其性质与结构有着非常密切的联系,可以通过选择不同阴阳离子的组合来改变离子液体的酸性、水溶性、熔点、热稳定性等属性,在其离子上嫁接特定功能性基团从而合成功能性离子液体。综述了离子液体在精细化工、生物催化、电化学以及某些尖端科技方面的应用进展。     

无溶剂条件下Brönsted酸离子液体催化丙三醇与醋酸的酯化反应

在无溶剂条件下,以Brönsted酸离子液体为催化剂催化丙三醇与醋酸酯化反应,考察了离子液体的循环使用效率;比较了不同结构离子液体的催化性能,并讨论了离子液体的相对酸强度与其催化性能的相关性;同时对反应时间、反应物摩尔比、反应温度以及离子液体用量等条件进行了优化。结果表明,在n(Acetic acid)/n(Glycerol)=8、n[HSO₃-bmim][HSO₄])/n(Glycerol)=0.02、反应温度100℃、反应时间30min的优化条件下,丙三醇转化率达到97%。     

Characterization of [bmim]Cl/FeCl_3 Ionic Liquid with Spectra

1. Introduction As substitutes for traditional liquid acids such asH2SO4 and HF, the applications of room-temperatureacidic ionic liquids have been attracted significantattention (Davis and Fox, 2003; Gordon, 2001; Seddon,et al., 2003; Sheldon, 2001; W…     

Characterization of [bmim]Cl／FeCl3 Ionic Liquid with Spectra

[bmim]Cl/FeCl3 ionic liquids (where bmim = 1-buty1-3-methylimidazolium) were characterized by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy), Raman and NMR (nuclear magnetic resonance) spectra. The results show that Fe2Cl7^- and FeCl4^- ions are the principal anions in acidic ionic liquids, whose concentrations change with the content of FeCl3 and an equilibrium exists between them. An isosbestic point existing in FT-IR spectra indicates that an interaction involving at least two species occurs and their concentrations vary with acidity.Chemical shifts of the hydrogen located in the cations of ionic liquids are sensitive to the composition of ionic liquids.The change in chemical shifts may be explained in terms of anion-cation interactions. The chemical shifts of 2-H are affected by metal halides, which shift downfield and the 2-H is more deshielded with the increase in metal halides.     

吡咯烷酮酸性离子液体高效催化纤维素水解制葡萄糖

合成并表征了一系列咪唑类和吡咯烷酮类酸性离子液体,并以这些离子液体作催化剂,采用1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐([Bmim]Cl)为溶剂,开展了纤维素催化水解制葡萄糖的研究。先以纤维二糖为模型化合物,考察了纤维二糖-葡萄糖体系的稳定性,后续又分别考察了加水量、加水时间、催化剂种类及用量、反应温度和时间等因素对纤维素水解制葡萄糖反应的影响。结果表明,与咪唑类酸性离子液体相比较,吡咯烷酮类酸性离子液体是更优良的促进纤维素水解的催化剂。采用1-甲基-2-吡咯烷酮甲基磺酸盐(［Hnmp］CH₃SO₃)酸性离子液体为催化剂时,在110℃下,当催化剂、纤维素中包含的葡萄糖单元、水三者的摩尔比为1∶3∶210,加水方式为40 min内每隔10 min加1次,分5次加完时,反应2 h,葡萄糖的收率为68%。     

[bmim]OH和[A336][FeCl_4]混合离子液体氧化吸收硫化氢

为了降低非水相催化氧化硫化氢体系的运行成本,将碱性的氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]OH)离子液体与价格较低的酸性三辛基甲基铵四氯铁酸盐([A336][FeCl_4])离子液体分别按照0.2∶1、0.5∶1、0.8∶1、1∶1和2∶1的比例混合,用所得到的混合离子液体进行硫化氢氧化吸收实验,系统研究了混合离子液体的水溶性、密度、红外光谱、黏度和酸性强度等性能,并对其硫容和反应产物进行了分析。研究结果表明:(1)[A336]FeCl_4季铵盐离子液体的酸性强度和价格均低于[bmim]Fe Cl4离子液体,可以降低离子液体非水相催化氧化硫化氢体系的成本;(2)混合离子液体不仅同时具有[bmim]OH和[A336][FeCl_4]的骨架结构,且其p H值、黏度和硫容均随[bmim]OH量的增加而增加;(3)混合离子液体明显弱于[A336][FeCl_4]离子液体的酸性强度,有利于硫化氢的吸收,其黏度随温度上升而剧烈下降的性质有利于中、高温脱硫。结论认为,当[bmim]OH/[A336][FeCl_4]的物质的量之比在0.5∶1~1∶1时,可以构建成本较低、酸性适中、黏度较低、硫容较高的中、高温脱硫体系。