离子液体萃取水中铜离子的研究

研究了3种不同阳离子取代基咪唑类离子液体: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)、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Omim]PF₆)作为萃取剂对水中Cu²⁺的萃取能力,并与传统有机溶剂四氯化碳(CCl₄)的萃取效果进行了对比.研究发现,上述离子液体本身对水中铜离子萃取能力很低,但加入螯合剂双硫腙后,萃取率可由原来的2.1%提高到93.1%,而且离子液体-双硫腙体系较四氯化碳-双硫腙体系有更高的萃取率;研究表明,随着离子液体咪唑阳离子取代烷基碳链长度的增加,其萃取效率逐渐下降;考察了溶液温度、pH值、萃取时间以及盐效应对萃取效率的影响,结果表明:温度对该萃取体系影响并不显著;当萃取时间大于6 min时,萃取基本达到平衡状态;溶液pH的变化对离子液体萃取体系的影响较大,酸性条件时萃取率较低,当pH>10时,萃取率均大于90%;盐度增加会降低离子液体萃取体系对水溶液中铜离子的萃取效率.     

咪唑类疏水性离子液体用于萃取苯酚的研究

研究了疏水性离子液体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])在不同条件下萃取苯酚的性能.实验结果表明,萃取过程很快就达到平衡.分配系数随温度升高而降低.离子液体萃取苯酚的过程具有很强的pH摆动效应,萃取过程宜在中性或弱酸性条件下进行.运用萃取过程中的pH摆动效应对苯酚进行反萃取,可以实现离子液体的回收利用,回收后的离子液体萃取性能并未下降.苯酚溶液与三种离子液体的体积比分别为10:1,12:1,14:1时离子液体达到萃取饱和.不同的离子液体对苯酚萃取性能的顺序为[omim][PF6]＞[hmim][PF6]＞[bmim][PF6].     

微波法合成1-丁基-3-甲基咪唑溴盐

以溴代正丁烷与N-甲基咪唑为原料,利用微波法合成咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（[Bmim]Br）,考查设定温度、微波功率、反应时间及原料摩尔比对产品收率的影响.实验结果表明较优的实验条件为：设定温度120℃,微波功率400 W,反应时间15 min,n（N-甲基咪唑）∶n（溴代正丁烷）=1∶1.1;收率为98.81%.产品结构经红外光谱、核磁氢谱确证.并对1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的吸水性及溶解性进行测试.     

对甲氧基苯乙烯在离子液体中的正离子聚合

以咪唑磷酸盐类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])作为溶剂,在-10℃下以2-氯-2,4,4-三甲基戊烷(TMPCl)、三氟化硼(BF3)为引发体系,实现了对甲氧基苯乙烯(p-MOS)的正离子聚合,得到的聚合物分子摩尔质量达到73 150g/mol,单体转化率超过93.4%。分析了反应温度对聚合的影响,聚合物分子摩尔质量以及聚合物末端结构等,提出了离子液体中对甲氧基苯乙烯正离子聚合的基元反应。并通过1 H-NMR对结构进行表征。研究证实[bmim][PF6]离子液体中所得聚合物存在含氯末端基和双键末端两种末端结构。     

金属有机骨架材料MIL-53(Al)对污水中Ni~(2+)的吸附研究

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料MIL-53(Al)用于对污水中Ni~(2+)的处理研究,并与Al_2O_3对污水中Ni~(2+)的去除效果进行了比较。样品通过热重-差热(TG)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中Ni~(2+)在处理前和处理后的浓度差别,结果显示,MIL-53(Al)对Ni~(2+)的去除率达到92%,Al_2O_3对Ni~(2+)的去除率达到82%,MIL-53(Al)对污水中Ni~(2+)的去除能力明显优于多孔材料Al_2O_3。     

1,2-二[4-(2-溴乙氧基)-1-萘氧基]乙烷的结构及其卡宾前体的合成

以1,4-萘醌为原料采用Schlenk技术合成了非预期产物1,2-二[4-(2-溴乙氧基)-1-萘氧基]乙烷,利用1H NMR、13C NMR,尤其是借助DEPT和HSQC谱对其进行了结构确证.该化合物与1-甲基咪唑反应,得到一个新型卡宾前体1,2-双[4-(1-甲基-3-咪唑乙氧基)-1-萘氧基]乙烷六氟合磷酸盐,并利用1H NMR和ESI-MS进行了结构表征,进一步确证了1,2-二[4-(2-溴乙氧基)-1-萘氧基]乙烷的结构.     

烷基咪唑离子液体缓蚀剂缓蚀机理的理论研究

采用量子化学计算与分子动力学模拟相结合的方法研究了氯化1-丁基-3-甲基咪唑(A)、氯化1-己基-3-甲基咪唑(B)、氯化1-辛基-3-甲基咪唑(C)、1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氢盐(D)、1-辛基-3-甲基咪唑乙酸盐(E)、1-辛基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(F)六种离子液体对盐酸溶液中铁腐蚀抑制的微观机理,并对缓蚀性能进行了评价.量子化学计算发现,这六种离子液体分子的反应活性区域主要集中在阳离子的咪唑环和阴离子的Cl、O原子上,而且缓蚀效率随烷基链长的增加而增加,离子液体F的缓蚀效率最高.分子动力学模拟发现离子液体的阳离子主要以咪唑环、阴离子主要以含氧基团吸附且覆盖在金属铁的表面,形成一层保护膜阻碍腐蚀介质与铁表面相互作用而起到缓蚀作用.六种离子液体的缓蚀效率顺序为FEDCBA,与实验研究结果相一致.     

离子液体BmimPF_6对染料溶液的萃取

考察了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸(Bmim PF6)对罗丹明B、孔雀石绿、亚甲基蓝及甲基橙等染料的萃取性能。结果发现,离子液体Bmim PF6对罗丹明B、孔雀石绿及亚甲基蓝等碱性溶液有很强的萃取能力,在p H值为7的条件下,萃取2 min即能达到平衡,且萃取率可达到95%以上。另外,溶液的p H值对萃取性能影响较大。     

新型离子液体用于碳糊电极的直接电化学研究

以1,2-二甲基咪唑、正溴丁烷和三氟甲基磺酰亚胺锂盐为原料,合成了液态范围宽、热稳定性好、无酸性质子的疏水性离子液体1-n-丁基-2,3-二甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺.将该离子液体作为黏合剂,制备离子液体/碳糊电极(CILE)和葡萄糖氧化酶/离子液体/碳糊电极(GOD-CILE),分别以铁氰酸钾溶液、磷酸氢二钠/磷酸二氢钾溶液(PBS,pH值为6.98)为电化学探针,研究CILE和GOD-CILE的直接电化学性能和电极表面形态.结果表明,与传统黏合剂石蜡相比,离子液体能有效地将石墨粉黏结,形成均匀平整界面,咪唑环和石墨层之间形成"π-π环" 相互作用,使得电子在电极内的传递速率大大加快,电流响应明显增加;GOD吸附在CILE表面可保持生物活性,表现出一对峰形良好的准可逆氧化还原峰.离子液体良好的导电能力、"π-π环"相互作用和黏合性质促进了离子液体在第三代传感器中的研发.     

离子液体的制备及在织物抗静电整理中的应用

采用N-甲基咪唑、溴代正丁烷为原料,1,1,1-三氯乙烷为溶剂合成中间体[bmim]Br,再利用[bmim]Br和四氟硼酸钠以甲醇为溶剂合成离子液体[bmira]BF4(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐),离子液体[bmim]BF4结构均经IR、1HNMR予以表征.将[bmim]BF4应用于涤纶织物的抗静电整理.分析了[bmim]BF4的用量、轧余率、焙烘温度对涤纶织物抗静电性能的影响,并利用TiO2/SiO2水溶胶进行处理,以提高离子液体整理涤纶织物的抗静电性能的耐久性.     

氨基酸离子液体[bmim]Gly的合成探索及表征

探索两步法合成1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸离子液体([bmim]Gly)的反应条件.第一步,采用阴离子树脂静态交换法由1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([bmim]Br)与强碱性阴离子树脂生成中间产物1-丁基-3-甲基咪唑氢氧化物([bmim]OH),通过单因素实验获得其最佳交换条件;第二步,[bmim]OH与甘氨酸(Gly)反应,经脱水、洗涤后得目标产物.对产物进行核磁(1H NMR)和红外(IR)表征,结果表明产品纯度较高.与动态合成法相比,静态法合成[bmim]Gly操作简便,节水省时,有助于实现氨基酸离子液体合成过程的绿色化和工业化.     

微波法合成烷基吡啶类离子液体

以吡啶和溴代正丁烷为原料采用微波法合成了中间体溴化N-丁基吡啶（[BPy]Br）,并通过正交试验对反应条件进行了优化。考察了原料配比、反应时间、微波功率对该反应的影响,结果表明：原料摩尔比1︰1.1时,微波功率在400 W,反应时间20 min为较佳的反应条件。中间体在微波辐射下经过离子交换合成了N-丁基吡啶四氟硼酸盐（[BPy]BF4）和N-丁基吡啶六氟磷酸盐（[BPy]PF6）。产物结构由IR和1HNMR确证。     

抗坏血酸在离子液体[BMIM]PF_6修饰电极上的直接电化学

以室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)代替传统液体石蜡为粘合剂与石墨粉相混合制备了一种新型离子液体修饰碳糊电极(IL-CPE)。以制备的离子液体修饰碳糊电极(IL-CPE)为工作电极,将其应用于抗坏血酸的直接电化学行为研究。实验结果表明,抗坏血酸在离子液体修饰电极上表现出较好的电化学行为,与传统碳糊电极(CPE)相比,过电位降低165 mV,峰电流增加2.4倍。     

Ce~(3+)掺杂TiO_2气凝胶的制备及其光催化活性

以钛酸丁酯(TBT)为钛源,离子液体1-正己基-3-甲基咪唑溴盐([HMim]Br)为模板剂和老化液,采用溶胶-凝胶法,在低温常压下制备了Ce~(3+)掺杂锐钛矿相TiO_2气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、静态氮吸附(BET)、紫外漫反射光谱(DRS)、透射电镜(TEM)等方法对样品结构进行表征,并对活性艳蓝KN-R染料的模拟废水进行了光催化性能测试。结果表明,此方法制备的Ce~(3+)掺杂TiO_2气凝胶具备锐钛矿晶型,晶粒平均尺寸为7.5nm,比表面积为235.170m2/g,最可几孔径为3.719nm,对活性艳蓝KN-R废水具有明显的光催化降解能力。     

咪唑醋酸离子液体催化CO_2交联壳聚糖的微观机理研究

通过密度泛函理论计算研究了CO_2交联壳聚糖的分子机理,分析了水分子和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸离子液体对反应性的影响,发现交联反应历经亲电加成、脱水和亲核加成三个基元步骤,其中水分子在亲电加成过程中作为质子梭传递质子,咪唑醋酸离子液体的阴、阳离子分别作为布朗斯特碱、酸协助脱水和亲核加成过程。在水分子和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸离子液体的协同催化下,交联反应的势垒降低至29.1 kcal/mol。计算结果合理解释了温和的实验条件下CO_2容易交联壳聚糖的实验结果。     

酸性离子液体萃取催化氧化脱除模拟油中噻吩

随着环境法的日益完善,燃料油的低硫化成了亟待解决的问题．为达到深度脱除油品中硫化物的目的,提出将离子液体应用于萃取一催化氧化脱除油品中噻吩类硫化物．合成了三种酸性的离子液体1-甲基-3-乙基咪唑硫酸氢盐（[Emim]HSO4）、1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐（[-Bmim]HSO4）、1-甲基-3-辛基咪唑硫酸氢盐（[-Omim]HSO。）分别用作萃取剂和催化剂,30％H202作为氧化剂,噻吩溶于正辛烷配置成模拟油,用于脱硫实验．考察了反应温度、反应时间、双氧水的加入量等因素对脱硫效果的影响．实验结果表明,脱硫效果的顺序为：[Omim]HSO。〉[-Bmim]HSO。〉[-Emim]HSO4．同时在[-Bmim]HSO4-H2O2体系中,脱硫的最佳条件为：剂油比为1．0,反应温度85℃,反应时间4h,氧硫比为28,脱硫率可达到97．6％．利用硫酸氢盐类的离子液体脱硫可达深度脱硫的标准．     

离子液体中TiO_2-SiO_2复合气凝胶的制备

采用溶胶-凝胶法,正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBT)为硅源和钛源,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)为模板剂,常压干燥制备了块状TiO2-SiO2复合气凝胶。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR及N2吸附-脱附法对复合气凝胶的结构进行了表征,并对其光催化性能进行相关研究。制备的n(Ti)∶n(Si)∶n(ILs)=2∶1∶0.5的TiO2-SiO2复合气凝胶具有多孔结构,其孔径为3.216nm,孔体积为0.418cm3/g,比表面积为519.4m2/g,且对罗丹明B的光降解性能明显高于P25。     

含羰基钴聚醚功能化离子液体合成及其对1-(4-异丁基苯基)乙醇氢酯基化的作用

采用氯代1-丁基-3-聚乙二醇咪唑[H(OCH2CH2)n bim]Cl和四羰基钴钾KCo-(CO)4离子交换反应合成含羰基钴聚醚咪唑类功能化离子液体1-丁基-3-聚乙二醇咪唑四羰基钴{[H(OCH2CH2)n bim]Co(CO)4},并将其应用于催化1-(4-异丁基苯基)乙醇(IBPE)氢酯基化反应制备2-(4-异丁基苯基)丙酸甲酯,对催化剂进行了红外光谱结构确定并提出了可能的催化反应机理。结果表明,在反应温度130℃、一氧化碳压力6.0MPa、反应时间为16h、咪唑为促进剂、丁酮为溶剂的较佳反应条件下,IBPE的转化率达到100%,2-(4-异丁基苯基)丙酸甲酯的选择性为54%。催化剂重复使用5次,催化活性没有明显的降低。     

用于Pb2+、Hg2+离子选择性固相萃取的微流控芯片

为实现微流控芯片对重金属Pb~(2+)、Hg~(2+)离子的选择性固相萃取,首先采用3-氯丙基三甲氧基硅烷和5-甲基苯并三氮唑对纳米二氧化硅进行硅烷偶联改性,随后以改性纳米二氧化硅为基础,设计并制备了可更换吸附剂的一体化填充式固相萃取芯片.测试结果表明:改性后不仅吸附剂的团聚现象得到明显改善,且当pH=5时,对Pb~(2+)的吸附率可达99.1%,对Hg~(2+)的吸附率可达98.9%,而对Cr~(3+)的吸附率为20.4%,对Mn~(2+)的吸附率仅为13.2%.即使样品中混有干扰离子(K~+、Na~+或Mn~(2+))时,对Pb~(2+)、Hg~(2+)离子的吸附率仍均可达97%以上.当进样流速≤1.5 mL/min时,微流控芯片对Pb~(2+)或Hg~(2+)的吸附率可达98%以上;以0.5 mol/L的盐酸和2%的硫代尿素为洗脱液,控制流速在0.20.3 mL/min范围内时,芯片对Pb~(2+)或Hg~(2+)的洗脱率均达到92%以上.用于Pb~(2+)、Hg~(2+)离子的选择性固相萃取芯片的成功制备,有助于微流控技术在重金属污染监测领域的应用和推广.     

双三氟甲基磺酰亚胺离子液体萃取氧化脱硫

分别以N-甲基咪唑和吡啶为阳离子,合成了10种通式为CnMimNTf2(n=2,3,4,5,6)和CnPyNTf2(n=2,3,4,5,6)的双三氟甲基磺酰亚胺类离子液体;并以离子液体为萃取剂,以质量分数35％的H2 O2为氧化剂,考察了各离子液体与H2 O2组成的氧化体系对模拟油品中含硫化合物噻吩的氧化萃取能力,比较...