负载硅聚醚离子液体的制备及催化转化CO_2的应用

首先制备氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体[HOOC-PECH-MIM]Cl,再将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应制备负载硅聚醚离子液体催化剂(Si-[HOOC-PECH-MIM]Cl),采用红外光谱仪、热重分析仪和电镜扫描仪对其化学结构、热性能和表观形貌进行测试。然后用其催化转化二氧化碳(CO_2)合成碳酸丙烯酯。研究温度、压力、催化剂用量等因素对转化率和选择性的影响。结果表明,负载硅聚醚离子液体制备成功,实现了相态转变,且具有较高的热稳定性。在较温和条件下即可高效完成催化过程,活性高、选择性好。当催化温度为90℃,压力为1.8 MPa,用量为2.5%时,转化率和选择性分别为100%和97.2%。     

负载硅聚醚离子液体的制备及催化转化CO_2的应用

首先制备氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体[HOOC-PECH-MIM]Cl,再将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应制备负载硅聚醚离子液体催化剂(Si-[HOOC-PECH-MIM]Cl),采用红外光谱仪、热重分析仪和电镜扫描仪对其化学结构、热性能和表观形貌进行测试。然后用其催化转化二氧化碳(CO_2)合成碳酸丙烯酯。研究温度、压力、催化剂用量等因素对转化率和选择性的影响。结果表明,负载硅聚醚离子液体制备成功,实现了相态转变,且具有较高的热稳定性。在较温和条件下即可高效完成催化过程,活性高、选择性好。当催化温度为90℃,压力为1.8 MPa,用量为2.5%时,转化率和选择性分别为100%和97.2%。     

ZSM-5固载复盐离子液体催化剂的制备与性能

首先制备了复盐离子液体[BMIM]Zn_2Br_5,并将其与ZSM-5反应制备固载化离子液体催化剂ZSM-5-[BMIM]Zn_2Br_5。利用红外光谱仪和X-射线衍射仪对其化学结构和结晶结构进行表征,利用热重分析仪和扫描电子显微镜对其热性能和表观形貌进行测试。同时考察了ZSM-5-[BMIM]Zn_2Br_5固定床连续催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯的反应性能。结果表明,ZSM-5固载复盐离子液体催化剂实现了相态转变且热稳定性较好,在压力为3. 0 MPa、温度为130℃、空速为0. 25 h~(-1)的反应条件下,反应10 h原料转化率最高可达88. 3%,产物选择性为97. 1%,并且连续使用60 h后仍保持良好的催化性能。     

氯化1-氨基聚醚-3-甲基咪唑离子液体的制备与催化性能

首先以环氧氯丙烷为原料,通过开环聚合得聚环氧氯丙烷(PECH),再通过溴化和氨化等方法得到端氨基的聚环氧氯丙烷,再将其与N-甲基咪唑反应,制备氯化1-氨基聚醚-3-甲基咪唑离子液体([H_2N-PECH-MIM]Cl)催化剂,并利用红外(IR)和核磁(NMR)对其化学结构进行表征,利用热重分析仪(TGA)和凝胶渗透色谱仪(GPC)对其热性能和分子量进行了测试。然后用制备的高分子离子液体[H_2N-PECH-MIM]Cl催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯,以纯度、转化率、选择性和转化频率为考察指标,研究催化温度、压力、循环使用次数对催化性能的影响,并比较了其与溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[Ae MIM]Br的催化性能。结果表明,制备的高分子催化剂[H_2N-PECH-MIM]Cl结构正确,产率为71%,其催化性能远远优于小分子离子液体[Ae MIM]Br,可在不用助催化剂的温和条件下即可高效完成催化过程,且循环使用10次基本不影响其催化活性。当催化温度为90℃,压力为1.8MPa,用量为1.0%时,纯度为99.0%,转化率为100%,选择性高达96.9%,转化频率TOF为3848h~(-1)。     

离子液体催化转化CO_2合成碳酸丙烯酯

首先采用7种离子液体分别催化二氧化碳与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯,考察离子液体种类对催化性能的影响,确定最优催化剂是离子液体溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑盐[AeMIM]Br。然后研究辅助催化剂Lewis酸与离子液体[AeMIM]Br复合体系对催化性能的影响,再将最优复合催化体系[AeMIM]Br/(ZnBr_2)_2与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶法制备硅胶负载型复合离子液体,实现催化剂的相态转变并有利于实现固定床催化工艺,研究硅胶负载的复合离子液体催化转化二氧化碳进行环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好;功能化离子液体催化性能要优于烷基咪唑离子液体,且Lewis酸ZnBr_2的加入明显提高催化效果。当正硅酸乙酯与复合离子液体[Ae MIM]Br/(ZnBr_2)_2配比为1∶2时,所制备的硅胶负载复合离子液体催化性能最佳,其转化率为96.9%,选择性为94.8%,转化频率为3124h~(-1)。该催化剂催化性能稳定,可多次循环使用。     

固载化BrФnsted酸离子液体催化合成环状碳酸酯的研究

制备了一系列聚苯乙烯树脂(PS)固载的系列BrФnsted酸性离子液体,并对其结构进行了表征。考察了固载化离子液体在二氧化碳与环氧化合物环加成反应中的催化性能,并对其反应条件进行了优化。在固载化离子液体PS-羧基异丁基-咪唑溴盐(PS-HBIMBr)的催化作用下,在反应温度为120℃、反应压力2.0 MPa的优化条件下反应3 h,碳酸丙烯酯的收率高达92.7%,该催化剂对二氧化碳与环氧化合物环加成反应具有良好的重复使用性能。     

固载化Br(o)nsted酸离子液体催化合成环状碳酸酯的研究

制备了一系列聚苯乙烯树脂(PS)固载的系列Br(o)nsted酸性离子液体,并对其结构进行了表征.考察了固载化离子液体在二氧化碳与环氧化合物环加成反应中的催化性能,并对其反应条件进行了优化.在固载化离子液体PS-羧基异丁基-咪唑溴盐(PS-HBIMBr)的催化作用下,在反应温度为120℃、反应压力2.0 MPa的优化条件下反应3h,碳酸丙烯酯的收率高达92.7％,该催化剂对二氧化碳与环氧化合物环加成反应具有良好的重复使用性能.     

端羧基聚醚离子液体的合成及增强增韧酚醛树脂

采用阳离子开环聚合法先合成端羟基聚环氧氯丙烷(PECH)中间体,再将其与氯乙酸和N-甲基咪唑反应,制备端羧基聚醚咪唑离子液体([HOOC-PECH-MIM]Cl),并用红外和核磁谱图对其结构进行表征。用合成的端羧基聚醚离子液体与酚醛树脂预聚物共混,制备了改性酚醛树脂。用GPC测定了[HOOC-PECH-MIM]Cl的分子量及其分布,研究了分子量对酚醛树脂拉伸与冲击性能的影响。结果表明,合成的端羧基聚醚离子液体是目标产物,且其对酚醛树脂具有优异的增强增韧效果,当端羧基聚醚离子液体分子量为1 379时,[HOOC-PECH-MIM]Cl与酚醛树脂预聚物质量比为1∶4,改性后的酚醛树脂的冲击强度由原来的3.28 MPa提高到12.04 MPa,拉伸强度由原来的0.93 k J/m2提高到10.18 k J/m2。     

固载化离子液体催化碳酸乙烯酯水解制备乙二醇

采用溶胶-凝胶法制备了以SiO2为载体的固载化离子液体催化剂,并将其首次用于催化碳酸乙烯酯(EC)水解制备乙二醇(EG)的反应. 结果表明,固载化碱性离子液体S-[bpim][HCO3]对碳酸乙烯酯水解制EG反应具有良好的催化活性和EG选择性,克服了非均相催化剂活性不高与均相催化剂难以分离的不足. 在催化剂浓度为0.0511 g/mL、温度140℃、压力0.4 MPa及EC/H2O=1:2(摩尔比)、反应时间3 h的条件下,EC转化率达99.7%,EG选择性为100%. 该催化剂在循环使用5次后,EC转化率无明显下降,EG的选择性始终接近100%.     

负载硅离子液体的合成及其催化性能

首先合成了氯代1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体[He MIM]Cl、溴代1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[Ae MIM]Br和氯代1-羧乙基-3-甲基咪唑离子液体[Ce MIM]Cl 3种功能化咪唑离子液体,然后将这3种离子液体分别与正硅酸乙酯通过溶胶凝胶法制备了3种负载硅型离子液体[He MIM]Cl-Si、[Ae MIM]Br-Si和[Ce MIM]Cl-Si,并利用红外与XRD对其化学结构与结晶结构进行测定。再利用制备的离子液体催化环氧乙烷与二氧化碳合成碳酸乙烯酯。结果表明,离子液体负载硅后其催化性能明显提高,在较温和的条件下即可高效完成催化过程,且无聚酯或聚醚等副产物生成。其中,[Ce MIM]Cl-Si催化性能最好,在110℃、1.6 MPa催化条件下得到的转化率为99.2%,选择性为96.4%,产率为97.6%。     

端羧基聚醚离子液体的合成及增强增韧酚醛树脂

采用阳离子开环聚合法先合成端羟基聚环氧氯丙烷(PECH)中间体,再将其与氯乙酸和N-甲基咪唑反应,制备端羧基聚醚咪唑离子液体([HOOC-PECH-MIM]Cl),并用红外和核磁谱图对其结构进行表征。用合成的端羧基聚醚离子液体与酚醛树脂预聚物共混,制备了改性酚醛树脂。用GPC测定了[HOOC-PECH-MIM]Cl的分子量及其分布,研究了分子量对酚醛树脂拉伸与冲击性能的影响。结果表明,合成的端羧基聚醚离子液体是目标产物,且其对酚醛树脂具有优异的增强增韧效果,当端羧基聚醚离子液体分子量为1 379时,[HOOC-PECH-MIM]Cl与酚醛树脂预聚物质量比为1∶4,改性后的酚醛树脂的冲击强度由原来的3.28 MPa提高到12.04 MPa,拉伸强度由原来的0.93 k J/m2提高到10.18 k J/m2。     

固载离子液体催化酯化反应研究

采用直接合成法制备了4种离子液体,并作为催化剂采用一锅法催化合成系列羧酸正丁酯,结果表明,离子液体[C_3SO_3Hnmp]HSO_4催化合成丁酸正丁酯活性最高。采用溶胶-凝胶法制备固载化离子液体[C_3SO_3Hnmp]HSO_4,利用响应曲面法(RSM)对反应条件进行优化,结果表明,反应温度为120℃、反应时间为3.19 h、酸醇摩尔比为1.14∶1、催化剂质量为正丁醇质量的7%时,丁酸正丁酯预测收率为97.21%,优化条件下实验收率为97.10%。固载离子液体[C_3SO_3Hnmp]HSO_4循环使用6次后仍保持较高的催化活性。     

新型固载离子液体在碳酸丙烯酯水解反应中的应用

以L-丙氨酸为原料采用溶胶-凝胶法制备了以SiO2为载体的固载化离子液体催化剂（IL-Ala/SiO2）。用红外光谱（FTIR）、热重（TG）、13C NMR、1H NMR、XRD和TEM等测试技术进行了表征,考察了催化剂在碳酸丙烯酯（PC）水解反应中的催化性能。结果表明,该催化剂在常压下能有效催化碳酸丙烯酯水解生成1,2-丙二醇（PG）。在催化剂含量为9%（质量分数）、温度140℃、反应时间3.5 h的条件下,PC的转化率大于99%,PG的选择性大于99%。经简单分离后催化剂可重复使用5次而活性变化不大。     

制备条件对自由基聚合固载酸性离子液体催化性能的影响

利用改性的巯基硅胶与乙烯基咪唑类酸性离子液体发生自由基聚合反应制备固载酸性离子液体催化剂[（CH2）3SO3HVIm]HSO4/硅胶.考察聚合温度、离子液体单体量和聚合反应时间的变化对所制备催化剂催化性能的影响,并用红外光谱（FT-IR）、热重/差示扫描量热分析（TG/DSC）等对催化剂进行表征.结果表明：聚合温度60℃、每g巯基硅胶载体固载离子液体单体10mmol、聚合反应时间30h时合成的催化剂催化效果最佳.同时,将最佳条件下制备的催化剂应用于一系列羧酸与醇的酯化反应,酯收率大于87%.     

SiO_2固载磺酸功能化离子液体的制备及其催化合成4,4′-二氨基二苯甲烷

采用3种方法成功制备了固载型磺酸功能化离子液体,对其催化苯胺与甲醛缩合制备4,4′-二氨基二苯甲烷(4,4′-MDA)的反应性能进行了评价,并考察了其重复使用性能。结果表明,固载型磺酸功能化离子液体的催化效果与其固载量正相关,Si O2@[HSO3-ppim]CF3SO3-Ⅰ的固载量最高,催化效果最好。以Si O2@[HSO3-ppim]CF3SO3-Ⅰ为催化剂,4,4′-MDA合成反应适宜的反应条件为:w(cat.)/w(HCHO)=1.5,n(AN)/n(HCHO)=4,反应时间7 h,反应温度80℃。在此条件下,4,4′-MDA的收率和选择性分别为74.9%和94.5%。通过酸碱滴定法测定酸量和红外谱图分析发现,苯胺与离子液体的酸中心发生化学作用导致回收催化剂活性下降。利用CF3SO3H对回收催化剂进行酸化处理,其活性得以恢复,重复使用4次,催化活性没有明显降低。     

固载化离子液体的制备及其在催化加氢反应中的应用研究进展

固载化离子液体是近年来出现的一类新型材料,基于固载化离子液体而发展的固载离子液体相催化的概念融合了离子液体优良的溶解性和载体材料的高比表面积的优点,不但减少了离子液体的用量,而且提高了催化反应的活性和选择性,是近年来离子液体领域的研究热点之一。本文较全面系统地介绍了制备固载化离子液体的方法:浸渍法、化学键合法、键合-浸渍法、溶胶-凝胶法以及聚合法,并对上述各种固载方法的优缺点进行了比较;综述了以硅胶、介孔材料、聚合物、碳材料、磁性材料以及新型材料等为载体的固载化离子液体在催化加氢反应中的应用,特别是将固载离子液体相催化与传统的离子液体两相催化和多相催化进行了对比,突出了固载离子液体相催化在催化活性、选择性和催化剂分离回收等方面的优势;最后对固载离子液体相催化目前存在的主要问题以及未来的发展进行了总结。     

Pt-[HSO_3-bvim]HSO_4/SiO_2双功能催化剂制备及其催化性能研究

针对离子液体固载中存在的使用物理方法固载的离子液体易流失的问题,采用化学键合的方法将离子液体固载于硅胶表面.合成了一种新型Brφnsted酸性离子液体1-乙烯基-3-磺丁基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bvim]HSO4),并通过自由基链转移反应将该酸性离子液体用化学键固定于氢硫基官能团化的硅胶表面,制备出了[HSO3-bvim]HSO4/SiO2固体酸催化剂,再利用化学还原方法在该固体酸催化剂上负载金属铂,得到Pt-[HSO3-bvim]HSO4/SiO2双功能催化剂.采用傅立叶红外光谱、核磁共振光谱、热重、元素分析和X射线衍射等方法对所制备的样品进行了结构表征.将该双功能催化剂应用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚反应中,结果表明,其具有一定的催化活性.在85 ℃、4 h、0.4 Mpa条件下,双功能催化剂可以多次重复使用,对氨基苯酚的收率大于3.1%.     

固载化离子液体在催化体系中的应用

综述了近年来固载化离子液体催化剂的制备及固载化离子液体在催化反应中对催化剂性质、性能的改进和作用机理,展望了固载化离子液体催化剂的发展前景。     

离子液体的固载化及其在甘油醚化中的性能

将实验室自制的离子液体[BMIM]BF_4固载在活性炭上作为催化剂,研究其在甘油与叔丁醇醚化反应中的催化性能,并利用单因素实验考察反应温度、反应时间、n(叔丁醇)∶n(甘油)和催化剂离子液体负载量对甘油转化率以及醚化产物选择性的影响。结果表明,在无需额外添加溶剂、n(叔丁醇)∶n(甘油)=4∶1和离子液体负载量为甘油质量的9%条件下,在85℃,以150 r·min~(-1)速率反应10 h,甘油羟基转化率最高可达73%,甘油二醚和甘油三醚选择性分别为32.67%和16.81%。     

负载型离子液体催化酯化法合成三醋酸甘油酯

研究了以磺酸咪唑基离子液体催化甘油和醋酸通过直接酯化法合成三醋酸甘油酯反应,结果表明,[(n-Bu-SO_3H)MIm][HSO_4]离子液体催化性能最好。采用浸渍法将其固载在SiO_2的表面,利用FT-IR对催化剂结构进行了表征,考察反应工艺条件对甘油转化率和三醋酸甘油酯选择性的影响,结果表明,在催化剂用量8%,醋酸与甘油物质的量比6∶1,110℃条件下反应8.0 h,甘油转化率可达到97.2%,对应的三醋酸甘油酯选择性可达21.2%。回收的催化剂经重复使用4次,反应体系中甘油转化率和三醋酸甘油酯选择性无明显下降。