1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的合成及溶解性能的研究

以N-甲基咪唑和溴乙烷为原料,合成中间体[Emim]Br,讨论原料配比、溶剂、反应时间和反应温度对[Emim]Br产率的影响,最高产率为94.63%。四氟硼酸钠与中间体[Emim]Br以等摩尔比进行反应,确定最优的合成条件,在最佳合成条件下目标离子液体的转化率为94.45%。浊点法测定溶解度表明甲苯等溶剂在[Emim]BF4离子液体中有较好的溶解性能。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成研究

以1-溴丁烷和N-甲基咪唑为原料合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑,以中间体与NaBF4进行复分解反应制备了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。探讨了投料比、反应时间、反应温度对中间体和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐产率的影响,确定了最佳合成条件。在此工艺条件下,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐产率可达85%以上。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的合成研究

由N-甲基咪唑和溴代正丁烷合成了中间体溴化1-正丁基-3-甲基咪唑,讨论了反应时间和反应温度对反应的影响,最佳的反应条件是:80℃反应18 h。中间体再经过离子交换,得到标题化合物。又采用微波法完成了上述反应,原料配比和微波功率对反应有影响。反应物的摩尔比应在1.1∶1为好,微波功率采用240 W。产物的结构经IR和1H NMR确认。     

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Emim]BF_4离子液体的制备和表征

以N-甲基咪唑、溴乙烷和四氟硼酸钠为原料,按照两步法制备了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4),考察了反应时间、温度、溶剂等对中间体[Emim]Br以及离子液体[Emim]BF4产率的影响,结果表明,反应物N-甲基咪唑与溴乙烷的摩尔比1∶1.5,温度70℃,反应8 h,中间体产率为87.4%;中间体中加入等摩尔NaBF4,25℃下反应10 h,离子液体产率为91.1%。     

微波法合成离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的研究

由1-甲基咪唑和溴代正丁烷通过微波法合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑,考察了微波功率和反应时间对此步反应产率的影响。中间体经阴离子交换,得到标题化合物。产物的结构和纯度通过IR1、HNMR和离子选择电极表征。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的合成与表征

以N-甲基咪唑和1-溴代正丁烷为原料,两步合成法制备了离子液体[bmim]BF4。考察了反应时间、反应温度、原料配比对中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[bmim]Br收率的影响和离子交换时间和离子交换温度对目标产物[bmim]BF4产率的影响。结果表明:①合成中间体[bmim]Br的最佳条件为:反应温度65℃,反应时间16 h,N-甲基咪唑与1-溴代正丁烷的摩尔比为1∶1.1,产品收率可达94.8%;②合成离子液体的最佳条件为:反应温度65℃,反应时间24 h。     

聚乳酸/1-乙基乙基醚-3-甲基咪唑四氟硼酸盐共混物的制备及性能研究

将离子液体(IL)—1-乙基乙基醚-3-甲基咪唑四氟硼酸盐与聚乳酸(PLA)进行熔融共混,研究IL的加入对PLA性能的影响。差示扫描量热测试表明,IL对PLA玻璃化转变温度(T g)以及熔点(T m)没有显著影响,但会促使冷结晶峰(T cc)向高温移动,这是由于离子液体对PLA大分子链段的阻碍作用,降低了PLA基体的冷结晶能力。另外,由熔体流动速率(MFR)和热重分析测试结果可知,IL的加入导致PLA材料的MFR增大,初始热失重温度有所下降。表明在熔融共混过程中,IL的存在对PLA熔体具有一定程度的降解作用。其拉伸性能测试表明,IL对PLA具有较好的增韧作用,材料的断裂伸长率得到较大提高。     

聚乳酸/1-乙基乙基醚-3-甲基咪唑四氟硼酸盐共混物等温结晶动力学研究

利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了聚乳酸/1-乙基乙基醚-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(PLA/[EOEIM]BF4)共混物的等温结晶行为。由等温结晶动力学分析可知,[EOEIM]BF4含量不同时,共混物的Avrami指数n基本保持在2.5左右,表明[EOEIM]BF4对PLA的成核及生长机理影响不大。然而,共混物的半结晶时间t1/2随[EOEIM]BF4含量的增加而增大,说明[EOEIM]BF4的加入对PLA的结晶有阻碍作用,这可能是由于[EOEIM]BF4与PLA分子间的相互作用所造成的。X射线衍射测试结果表明,所有样品在120℃下等温结晶所得的晶型为α晶型。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成及在取代反应中的应用

采用溶剂法合成熔点在室温附近、使用温度区间宽、溶解范围广、既可作为溶剂又可作为催化剂的离子液体体系,主要由烷基取代的咪唑阳离子和含氟阴离子组成,并通过核磁、红外光谱等手段对其进行结构表征。将室温离子液体介质引入到制备叠氮化合物的亲核取代反应中,来对比考察新的反应介质对反应的影响。实验表明,亲核取代反应不仅速度快,而且反应操作简便,时间短,产物易于分离,且可以重复使用。另外还对离子液体中间体的最佳合成条件进行了探究。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的热分解动力学研究

利用非等温热重分析法(TG),研究了高纯氮气气氛下1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])的热分解动力学及机理函数。采用等转化率法和多元非线性回归法测定了[bmim][BF4]的热分解动力学。等转化率法表明[bmim][BF4]的活化能为E和指前因子logA分别为:198 kJ/mol和11.94 s-1。多元非线性回归法表明[bmim][BF4]的热分解机理模型函数为:n级自催化反应(Cn),反应级数为n=1.1426,所对应的机理模型函数为fα=1-α1.14261+1.0024α,指前因子logA和活化能E分别11.18 s-1和188 kJ/mol。另外,等转化率法和多元非线性回归法测得的活化能与量子化学计算法得到的活化能值均相吻合。     

碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐在Knoevenagel反应中的应用

考察了碱性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐{[Em im]+[(EtO)2(PO)O]-}催化一系列醛与活性亚甲基类化合物的Knoevenagel反应,比较了该离子液体在有溶剂存在及无溶剂条件下的催化性能。结果表明,该离子液体在乙醇作溶剂条件下对芳香醛的反应具有较高的催化活性,采用摩尔分数为20%的离子液体来催化该反应,于室温反应即可顺利完成,产率达73.2%~97%,生成相应的取代烯烃化合物。在无溶剂条件下采取机械研磨的方法进行反应,该离子液体表现出更高的催化活性,采用摩尔分数为10%的离子液体进行反应,在1~10 m in即可使产率达90%以上,所得产物均为E式构型。而且在无溶剂条件下,不仅可催化芳香醛的反应,亦可催化脂肪醛的反应。所用离子液体可重复使用,第5次使用时产率仍能达到85.9%。     

离子液体中间体的合成研究

离子液体又称室温熔盐,基本上是由含氮的有机阳离子和大的无机阴离子组成。它具有很大的液态范围,宽的电化学窗口、高而稳定的电导率、挥发度低,热稳定、不燃烧等一系列有机溶剂所不具备的优点。本文介绍了N-烷基吡啶盐以及烷基眯唑盐的两种离子液体中间体的合成研究。     

Raman Microscopic Study of Japanese Beech (Fagus crenata) As Treated with the Ionic Liquid, 1-Ethyl-3-Methylimidazolium Chloride

The chemical changes in various morphological regions of Japanese beech (Fagus crenata) upon treatment with the ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride ([C2mim][Cl]), which preferentially dissolves cellulose, have been investigated by Raman microscopy. The reactivity of polysaccharides and lignin with [C2mim][Cl] differed depending on the types of wood tissues. Chemical components in parenchyma cells showed higher resistance to degradation upon [C2mim][Cl] treatment than wood fiber and vessel. In addition, the lignin structure was partially degraded or modified by [C2mim][Cl] treatment, and its binding mode was complicated; nevertheless, lignin was stable in [C2mim][Cl].     

1-丁基-3-甲基咪唑碘对染料敏化太阳电池的影响

采用季铵化反应合成了1-丁基-3-甲基咪唑碘([Bmim]I).以此制备了DSCs用液体电解质.通过对比不同浓度的1-丁基-3-甲基咪唑碘、碘化钾、碘,研究其对电池性能的影响.经过优化后,当cIL=0.9 mol.L-1、cKI=0.5 mol.L-1、cI2=0.12 mol.L-1时,所组装的离子液体DSCs在AM1.5,100 mW.cm-2下,DSCs的短路电流密度为15.97 mA.cm-2、开路电压为0.71 V、填充因子为0.55、光电转换效率可达6.34%.     

Study on the Effectiveness of Simultaneous Recovery and Concentration of 1-Ethyl-3-methylimidazolium Chloride Ionic Liquid by Electrodialysis with Heterogeneous Ion-Exchange Membranes

Due to the extensive range of ionic liquids (ILs) used in industry, an efficient recovery method is needed. In this study, the effectiveness of a simultaneous concentration and recovery method was investigated for 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride ([Emim]Cl), an IL that was recovered using electrodialysis (ED). The optimal operational parameters for electrodialytic recovery were determined empirically. The variables that were investigated included the concentration of IL, applied voltage, linear flow velocity and the diluate-to-concentrate volume ratio. The recovery of [Emim]Cl, the concentration degree, the [Emim]Cl flux across membranes, the current efficiency, as well as the energy consumption were determined. The results of the experiments confirmed that [Emim]Cl concentration and recovery can be achieved using ED. The highest ED efficiency was obtained when a 2 V electric potential per one membrane pair was applied, using a 2 cm/s linear flow velocity, and by adjusting to 0.2 M IL in the feed solution. By using ED, a 2.35-fold concentration of [Emim]Cl with a recovery of 90.4% could be achieved when the diluate-to-concentrate volume ratio was 2. On the other hand, a 3.35-fold concentration of [Emim]Cl with a recovery of 81.7% could be obtained when the diluate-to-concentrate volume ratio was increased to 5.     

溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体合成反应动力学研究

由N-甲基咪唑和溴代正丁烷合成了溴化1-正丁基-3-甲基咪唑离子液体,通过测定反应物浓度随时间的变化,采用微分法绘制反应动力学曲线,研究了反应动力学特征和反应的热效应。