[C_4mim][BF_4]粘度的模拟与实验

为了研究离子液体的粘度特性,以1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C4mim][BF4])离子液体为研究对象进行模拟计算与实验测试.基于分子动力学原理,编译了离子液体粘度的模拟计算程序,对[C4mim][BF4]离子液体完成了粘度模拟计算.搭建了粘度测试系统,进行离子液体的粘度测试.通过实验数据与模拟数据的对比,验证了模拟结果的准确性.另外,根据模拟粘度值的拟合曲线,分析了离子液体粘度的变化规律.同时,通过与水粘度的比对研究,阐述了[C4mim][BF4]离子液体的粘度特点.     

烯丙基功能化离子液体的制备及其分离CO_2性能

合成了一系列烯丙基修饰的咪唑类离子液体,使用FT-IR和1 H-NMR对产物结构进行表征。在常温、常压下,对合成的离子液体进行分离CO2性能研究。结果表明,烯丙基修饰的咪唑类离子液体捕获CO2容量高、速度快,与烷基修饰咪唑类离子液体比较,CO2捕获容量提高15%~50%,捕获速度提高30%~60%。     

1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体的微波辅助合成与结构表征

采用1-溴代己烷和N-甲基咪唑为原料,微波辅助快速合成了溴化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM]Br)中间体,此步反应产率可达到95%。通过将中间体和六氟磷酸钾进行离子交换,制备了离子液体1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM]PF6),产率约为48%。与传统方法相比,反应时间极大地缩短。产物的结构经傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、超导脉冲傅立叶变换核磁共振氢谱(1HNMR)和超导脉冲傅立叶变换核磁共振碳谱(13CNMR)确认,纯度经高效液相色谱法(HPLC)分析达到99.0%以上。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的结构与性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)为改性剂,分别采用玉米淀粉(S)、羧甲基淀粉(CMS)和羟丙基淀粉(HPS)制备了淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料,利用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重分析、差式扫描量热分析及力学性能测试等方法研究了共混材料的结构与性能.结果表明,[BMIM]...     

烯丙基咪唑离子液体的合成与溶液性能

室温离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑被合成,利用质谱和NMR对其结构进行了表征。该离子液体与水或乙醇的二相混合液在293.2K的粘度被测定并计算了该混合体系的过量粘度,建立了过量粘度与水或乙醇的摩尔分数的关系。另外,电导率随组分及温度的变化以及电导活化能也被测定,溶液的电导率随温度的升高及溶剂量的增加而增大。     

1-丁基-3-甲基咪唑碘对液体、凝胶电解质及染料敏化太阳电池性能的影响

采用季铵化反应成功合成了[Bmim]I，并制备了含有[Bmim]I、KI和I2的离子液体液体电解质和凝胶电解质。通过对比[Bmim]I浓度对液体和凝胶电解质电导率的影响及液体、凝胶电解质DSC的各项光电性能，发现液体电解质有更高的电导率，其组装的DSC的光电性能均高于凝胶电解质体系，通过对DSC稳定性的对比，发现离子液体凝胶电解质显示了更好的长期稳定性。     

含羧基官能团杂多酸盐的制备及其性能测试

设计合成氯化1-(2-丙酸基)吡啶离子液体([2-CA-PY]Cl),并通过离子交换法合成一组新型的含有羧基官能团的杂多酸盐,使用1H-NMR、IR以及XRD对合成的离子液体和杂多酸盐结构进行表征;同时,测定此类杂多酸盐的酸度及其热稳定性。结果表明:在250℃左右,合成的杂多酸盐具有较好的热稳定性;当物质量浓度为5×10-5mol/L时,此类杂多酸盐都具有较强的酸度,其中1-(2-丙酸基)吡啶磷钨酸盐的酸度最高;可以作为此类杂多酸盐酸催化性能的理论依据。     

聚丙烯腈/溴代-1-丁基-3-甲基咪唑溶液的流变行为

合成了溴代-1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)离子液体,并配制成聚丙烯腈(PAN)/[Bmim]Br溶液。利用AR-1000型流变仪对PAN/[Bmim]Br溶液的静态和动态流变性能进行了研究,结果表明,8%(质量分数)的PAN/[Bmim]Br溶液接近牛顿流体,12%的溶液为假塑性流体;该体系的损耗模量和储存模量随溶液浓度的增大而增大,随温度的升高而减小。该研究为制定PAN的纺丝工艺提供了理论依据。     

多官能团端乙烯基酯基-环氧树脂的合成与结构表征

通过控制N,N,N′,N′-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷(TGDDM)和丙烯酸(AA)的摩尔比(n(AA)/n(TGDDM)=1∶1、2∶1、3∶1、4∶1),合成了一系列多官能团端乙烯基酯基-环氧树脂(MVE-EPs)。采用端基分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了反应过程中环氧基和乙烯基酯基的变化规律。结果表明,反应体系中环氧基含量逐渐降低而乙烯基酯基含量逐渐升高,TGDDM的分子链上部分环氧基转化为乙烯基酯基,生成既含环氧基又含乙烯基酯基的MVE-EPs树脂。采用FT-IR、核磁共振氢谱(~1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等测试表征了不同MVE-EPs树脂的结构。结果表明,随着原料配比中AA含量增加,MVE-EPs中乙烯基酯基含量逐渐增加,环氧基含量逐渐降低,MVE-EPs的相对分子质量逐渐升高,其中多官能团环氧乙烯基酯树脂(MVER)的数均相对分子质量(M_n)最大,MVE-EP 2的多分散性指数最大。     

咪唑类离子液体电化学窗口影响因素的研究进展

咪唑类离子液体具有较宽的、稳定的电化学窗口,引起科技工作者的研究兴趣。对咪唑类离子液体的电化学窗口进行了总结和分析。考察了咪唑类离子液体阴、阳离子结构和正离子还原极限与负离子氧化极限及电极材料分别对电化学窗口的影响,并从离子液体的结构-性质方面,分析了其相关基本规律。     

纤维素在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐中溶解机理

通过分析纤维素/1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)溶液在不同温度下浊度的变化和红外谱图变化,研究了纤维素在AmimCl中的溶解机理。温度升高,浊度变大,红外谱图羟基特征峰向高波数移动,说明纤维素与AmimCl的相互作用是氢键,而且温度升高会破坏纤维素/AmimCl溶液中的氢键,从而导致纤维素在AmimCl中析出。向纤维素/AmimCl溶液加入尿素、LiCl、KH_2PO_2、K_2SO_4和KPF_6等不同的氢键受体,用核磁共振方法研究了这些氢键受体与AmimCl的相互作用,核磁研究表明,氢键受体与AmimCl相容性越好,溶解纤维素能力越大,进一步说明了纤维素与AmimCl间的氢键作用。根据这一结论,指导合成了3种新型离子液体,并考察了这些溶剂体系对于纤维素的溶解性。     

Potenziale von ionischen Flüssigkeiten als Elektrolyte in der Galvanotechnik

Application potentials of ionic liquids based electrolytes in electroplating Electroplating is essential for a variety of industries including, electronics, sensors, optics, automotive and aerospace. The electroplating industry, which dates back well over 100 years, is based solely on aqueous electrolytes. The advancement of new materials and increasing requirements to functionalized metallic surfaces however constricts the application potentials of classical electrolyte systems. New application fields for the electroplating industry could arise by further developments and optimisation of aprotic electrolytes based on ionic liquids. In this article a short insight will be presented to possibly applications of ionic liquids as metal electrolytes for surface technology and electroplating. After a short introduction to ionic liquids an overview will be given to relevant physical‐chemical properties of ionic liquids, like metal solubility, viscosity and electrical conductivity. In addition current experimental results from our laboratory to the metal deposition of aluminium, cobalt and palladium will be presented and discussed. The main focus was set in the choice of different electrolyte systems, deposition parameters and achieved surface morphology of the produced metal deposits.     

微波法合成离子液体1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的研究

由1-甲基咪唑和2-氯乙醇通过微波法合成中间体氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑,考察了原料配比、微波功率、加热方式和加热时间对中间体产率的影响。中间体经阴离子交换得到1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体。通过测定中间体的相对分子量分析其纯度,目标产物的结构通过IR1、H-NMR表征。     

Biomass-based protic ionic liquid derived N,P, co-doped porous carbon-coated CoP nanocrystals for efficient hydrogen evolution reaction

Journal of Materials Science - Biomass-based protic ionic liquids (BILs), green solvents with inherent properties, have the potential as precursors of functionalized catalytic carbon materials....     

FeCl3低温共熔Cl深度萃取模拟油脱硫性能的研究

用 N-甲基咪唑和氯代正辛烷为原料,首先合成出中间体[Omim]Cl,然后与几种典型的金属氯化物按不同的物质的量比合成出了一系列的离子液体,采用红外光谱对其进行表征,并考察了离子液体对正辛烷中二苯并噻吩的萃取脱除效果。对几种不同的离子液体的脱硫性能进行了初步比较,并针对[Omim]Cl·2FeCl3离子液体详尽考察了剂油体积比、萃取时间、萃取温度、硫化物的种类、重复利用次数等因素对脱硫率的影响。结果表明,萃取温度为25℃,萃取时间为20 min,剂油体积比为1∶20时,[Omim]Cl·2FeCl3对 DBT 的脱除率高达99.20%,并且对4种不同含硫组分的脱除能力：DBT>BT>T>3-MT。且离子液体再重复使用5次后,对 DBT 的脱除率还能够达到89.56%,离子液体经回收之后,对 DBT 的脱除率没有明显的下降,表明再生效果良好。实验数据对咪唑离子液体的萃取脱硫性能研究和反应条件的优选提供了重要信息。     

利用离子液体制备无机气凝胶的研究进展

气凝胶具有三维纳米多孔网络结构,独特的结构使它具有低密度、高比表面积和高孔隙率等性质以及低热导率、低介电常数和低声传播速率等性能,在隔热、介电、隔声、催化、吸附等领域具有广阔的应用前景.然而,溶剂-凝胶法作为目前制备气凝胶最成熟、应用最广的技术,需要使用大量的有机溶剂,严苛而危险的超临界干燥工艺进一步推高了成本,限制了气凝胶的大规模工业化生产和应用,因此,降低成本和在常压干燥条件下制备高比表面积的块状气凝胶是气凝胶产业急需解决的问题.离子液体被称为21世纪的绿色溶剂,具有低蒸气压、低表面张力、高催化性和高溶解性等特殊性质.离子液体与气凝胶材料的发展几乎同步,但直到2000年两种材料才产生交集.离子液体作为模板剂具有微观结构导向作用,使纳米孔结构均一化,其不挥发性和低表面张力保证了老化和常压干燥过程中纳米孔结构不会因毛细管力而坍塌破坏,另外其催化作用可以缩短凝胶时间.因此,离子液体为常压干燥合成气凝胶提供了新的工艺路线.目前,有关借助离子液体制备 SiO2气凝胶、TiO2气凝胶、SiO2-TiO2复合气凝胶、炭气凝胶等无机气凝胶的探索均已展开,其中制备 SiO2气凝胶的研究最多,涉及工艺、微观结构、掺杂和应用等方面.通过常压干燥可获得比表面积高达677 m2/g 的块状气凝胶,通过选用不同的离子液体还可以控制纳米孔的微观形貌,所得 SiO2气凝胶产物在电化学、生物、吸附等领域有较高的应用潜力.利用离子液体替代有机溶剂可以使得到的TiO2气凝胶不经煅烧即含有锐钛矿相,通过金属原子 Ag、Fe、Ge等掺杂改性,可进一步提高锐钛矿相的结晶度,提升其光催化性能.利用离子液体制得的 SiO2-TiO2复合气凝胶具有一定强度和良好的光催化活性.此外,除在传统的溶胶-凝胶法中用作模板剂或催化剂外,离子液体还可作为新型的炭源用于制备炭气凝胶,即通过熔盐法高温炭化裂解离子液体"自上而下"直接制备.这种方法可以制备杂原子在原子水平上均匀分布的功能化炭气凝胶,无需制备有机气凝胶前驱物,极大缩短制备周期,并且炭气凝胶产物的比表面积相对更高,得到了科研界的广泛关注.     

Using hydrophilic ionic liquids as a facile route to prepare porous-structured biopolymer scaffolds

A simple new methodology to preapre 3-dimensional (3D) porous scaffold of biodegradable polymer was exploited by using hydrophilic types of ionic liquids. The mixture of poly(lactic acid) (PLA) and ionic liquid within dichloromethane solvent was phase-separated during the solvent evaporation, after which the ionic liquid phase was selectively extracted to provide interconnected macropores. The pore sizes of the PLA scaffold were highly dependent on the types of ionic liquids (anion variant), ranging from tens to hundreds of micrometers, and the porosity reached to ~ 85-95%. The ionic liquid-directed technique to prepare porous structure reported for the first time herein will be highly effective in the development of polymer skeletons for tissue engineering biomaterials. In addition, the ionic liquids recovered by a simple extraction with ethanol or water can be reused for subsequent runs without the loss of its physicochemical properties.     

[HMIM]BF_4对盐酸中A3和HP13Cr钢的缓蚀行为

为了减少钢铁冶金酸洗过程中酸液对不锈钢或碳钢的过腐蚀,得到高效的新型缓蚀剂材料,利用失重法、电化学法及扫描电子显微镜(SEM)等研究了不同浓度离子液体[HMIM]BF_4对HP13Cr不锈钢以及A3碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀特性和吸附行为。失重试验得出,试样在1 mol/L盐酸溶液中的腐蚀速率随离子液体添加浓度的增大而减小,即离子液体缓蚀效率随其浓度增加而增大;SEM结果显示,盐酸溶液中离子液体的添加对不锈钢HP13Cr以及碳钢A3均能起到显著的保护作用。电化学测试表明,该离子液体对这2种钢材的缓蚀作用均属于混合型抑制,但阳极抑制作用表现更强。离子液体对金属的防护作用与其在金属表面的吸附行为有关;[HMIM]BF_4在2种钢材表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温线,兼具物理、化学吸附特性,热力学参量表明吸附过程为自发、吸热的熵增过程。相比于双咪唑季铵盐,[HMIM]BF_4离子液体缓蚀剂保护性能更优异,而且对于A3碳钢更为有效。     

25th Anniversary Article: “Cooking Carbon with Salt”: Carbon Materials and Carbonaceous Frameworks from Ionic Liquids and Poly(ionic liquid)s

This review surveys recent work on the use of ionic liquids (ILs) and polymerized ionic liquids (PILs) as precursors to synthesize functional carbon materials. As solvents or educts with negligible vapour pressure, these systems enable simple processing, composition, and structural control of the resulting carbons under rather simple and green synthesis conditions. Recent applications of the resulting nanocarbons across a multitude of fields, such as fuel cells, energy storage in batteries and supercapacitors, catalysis, separation, and sorption materials are highlighted.     

High-stability ionic liquids. A new class of stationary phases for gas chromatography

Room-temperature ionic liquids are a class of non-molecular ionic solvents with low melting points. Their properties have the potential to be especially useful as stationary phases in gas-liquid chromatography (GLC). A series of common ionic liquids were evaluated as GLC stationary phases. It was found that many of these ionic liquids suffer from low thermal stability and possess unfavorable retention behavior for some classes of molecules. Two new ionic liquids were engineered and synthesized to overcome these drawbacks. The two new ionic liquids (1-benzyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate and 1-(4-methoxyphenyl)-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate) are based on "bulky" imidazolium cations with trifluoromethanesulfonate anions. Their solvation characteristics were evaluated using the Abraham solvation parameter model and correlations made between the structure of the cation and the degree to which the ionic liquids retain certain analytes. The new ionic liquids have good thermal stability up to 260 degrees C, provide symmetrical peak shapes, and because of their broad range of solvation-type interactions, exhibit dual-nature selectivity behavior. In addition, the ionic liquid stationary phases provided different retention behavior for many analytes compared to a commercial methylphenyl polysiloxane GLC stationary phase. This difference in selectivity is due to the unique solvation characteristics of the ionic liquids and makes them very useful as dualnature GLC stationary phases.