C6H11NO/nCF3SO3H型低共熔溶剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩

通过简单加热并搅拌己内酰胺（C₆H₁₁NO）和三氟甲磺酸（CF₃SO₃H）的混合物合成了C₆H₁₁NO/nCF₃SO₃H（n=0.25,0.5,1）型酸性低共熔溶剂。利用红外光谱（FTIR）和氢谱（¹HNMR）确定了C₆H₁₁NO/nCF₃SO₃H的结构特征。以C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H低共熔溶剂和H₂O₂组成萃取-氧化脱硫系统,并将其应用于脱除模拟油中的二苯并噻吩（DBT）。研究n(CF₃SO₃H)∶n(C₆H₁₁NO)、反应温度、O/S、C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H的加入量和不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明,在模拟油体积为5mL、n(CF₃SO₃H)∶n(C₆H₁₁NO)=0.5、反应温度为60℃、 O/S=6、C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H的加入量为1.0mL的最佳反应条件下,C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H对DBT、4,6-DMDBT、BT和真实油的脱硫率分别达99.4%、98.6%、83.6%和61.6%。红外表征分析了DBT与DESs之间存在相互作用,这种作用促进了氧化脱硫的进程。催化剂5次循环反应以后,其脱硫率仍高达91.9%,表明C₆H₁₁NO/0.5CF₃SO₃H低共熔溶剂具有较高的脱硫性能和稳定性。     

低黏二氰胺类离子液体乙烯汽液相平衡研究

从工业废气中回收分离乙烯（C₂H₄）具有重要意义,选用了三种低黏度二氰胺类离子液体,分别测定了293.15~333.15 K下其密度、黏度等物化性质,研究了其对乙烯（C₂H₄）吸收性能。采用非随机（局部）双液体模型（NRTL）关联了三种二元体系溶解度数据,实验值与计算值的平均相对偏差均小于3%。结果表明,低黏度二氰胺类离子液体对C₂H₄气体吸收性能良好,其中阳离子侧链长度增加和羟基功能团引入可增强对C₂H₄溶解度。同时,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐（[Bmim][DCN]）经过3次的吸收解吸循环,仍可以保持较好的C₂H₄吸收性能,表明该离子液体循环稳定性好,而1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐（[Bmim][DCN]）对乙烯吸收量较高,具有作为C₂H₄吸收剂的潜力。     

以巯基功能化离子液体为稳定剂合成的CdTe纳米晶

以[EMIm]OOCC₂H₅-HS,[BMIm]OOCC₂H₅-HS、[OMIm]OOC C₂H₅-HS和[DMIm]OOC C₂H₅-HS巯基功能化的离子液体作稳定剂，采用水热合成法，在温度80℃,pH 10,反应时间5 h条件下合成了CdTe纳米晶，并对CdTe纳米晶的性能进行了表征，比较了不同碳链长度的巯基功能化离子液体对合成的CdTe纳米晶的影响，结果表明，以[EMIm]OOCC₂H₅-HS、[BMIm]OOCC₂H₅-HS和[OMIm]OOCC₂H₅-HS合成的CdTe纳米晶的性能较好。     

三氯化铁离子液体催化异丁烯的齐聚反应

离子液体（C₂H₅）₃NHCl-xFeCl₃（FeCl₃摩尔分率x≥0.55）对异丁烯齐聚反应具有良好的催化性能。在反应温度40℃,反应时间30 min,酸烃比为1.2∶1的条件下,异丁烯齐聚转化率达到85%,液相产物中二聚物和三聚物的含量之和达到80%以上。在离子液体中引入适量CuCl可以提高异丁烯的转化率。当CuCl/[（C₂H₅）₃NH]Cl-0.6FeCl₃的摩尔比为0.25时,异丁烯的转化率达到98%,液相产物中二聚物和三聚物的含量之和高达90.20%。     

[(C2H5)3NH]Cl/ZnCl2离子液体催化合成维生素E

维生素E合成过程中催化剂用量大、损失严重且不能循环使用, 后处理过程产生大量废液导致严重的环境问题。实验合成了几种Lewis酸性离子液体, 并应用于维生素E合成。研究发现, [(C₂H₅)₃NH]Cl/ZnCl₂离子液体催化合成维生素E效果最好, 该离子液体中无机阴离子起主要催化作用, 季铵阳离子易与异植物醇的羟基形成氢键, 能使异植物醇与主环发生定向缩合反应。采用FT-IR研究了[(C₂H₅)₃NH]Cl/ZnCl₂离子液体结构和酸性, 并系统考察了其对维生素E合成的影响。随着ZnCl₂摩尔分数增加, 离子液体的Lewis酸性增强。在ZnCl₂摩尔分数为0.66的[(C₂H₅)₃NH]Cl/ZnCl₂离子液体催化作用下, 维生素E的产率可达到87.4%, 该离子液体重复使用5次, 催化性能没有明显下降。     

耐高温聚酰亚胺类胶粘剂制备及性能分析

为了分析影响耐高温聚酰亚胺类胶粘剂性能的因素,使用C₁₂H₁₂N₂O和C₂₇H₂₆N₂O₂作为二胺单体,C₁₇H₆O₇作为二酐单体,通过封端剂C₄H₂O₃和反应溶剂C₅H₉NO的共同作用制备了一种聚酰亚胺胶粘剂,测试了不同因素对胶粘剂粘接性能的影响。结果表明,固体质量分数、粘结件表面粗糙度、C₁₂H₁₂N₂O和C₂₇H₂₆N₂O₂单体的摩尔比、二酐与二胺单体的摩尔比、聚酰胺酸固化工艺、亚胺化程度和亚胺化方式都会对耐高温聚酰亚胺类胶粘剂的性能产生影响。当胶粘剂固体质量分数为30%、表面粗糙度的打磨砂纸型号为600...     

CH4/C2H6/C3H8在MOF-505@5GO上吸附相平衡和选择性

应用溶剂热法合成了不同氧化石墨烯（GO）负载量的MOF-505@GO复合材料,分别采用全自动表面积吸附仪、P-XRD、SEM和Raman对材料进行了性能表征,测定了CH₄、C₂H₆和C₃H₈在MOF-505@GO上的吸附等温线,并进行Langmuir-Freundlich方程拟合,依据IAST理论模型计算了C₂H₆/CH₄和C₃H₈/CH₄二元混合气在MOF-505@5GO上的吸附选择性。研究结果表明,随着GO负载量增大,MOF-505@GO复合材料的孔容及BET比表面积先增大后减小,当GO负载量为5%（质量）时,复合材料MOF-505@5GO的孔容及BET比表面积达到最大,当GO负载量进一步增大至8%（质量）和10%（质量）时,复合材料的孔容及BET比表面积逐渐降低。在0.1 MPa和298 K条件下,MOF-505@5GO对CH₄、C₂H₆和C₃H₈的吸附容量分别为0.88、4.81和5.17 mmol·g^-1,相比MOF-505分别提高了14.9%、30.7%和13.1%。MOF-505@5GO对C₂H₆/CH₄和C₃H₈/CH₄的吸附选择性分别为40.1和3056.1,其对C₂H₆/CH₄和C₃H₈/CH₄具有极高的吸附选择性。     

湿化学法制备石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12

锂电池因能量密度高、循环寿命长、绿色清洁等特点被广泛应用,但其液态电解质易泄漏、挥发,且隔膜易被锂枝晶刺穿造成短路,引发危险。固态电解质大多是不具燃烧性的无机材料,室温下离子电导率较高、电化学窗口宽且适用温度范围广。因此,采用固态电解质替代液态电解质具有十分重要的意义。相对于其他类型固态电解质,石榴石型氧化物Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）具有离子电导率高、电化学窗口宽（>5V vs. Li/Li⁺）、对锂稳定性好和热稳定性高等特点,是非常具有发展潜力的无机固态电解质。本文采用溶胶-凝胶法和低温燃烧法两种湿化学法合成LLZO粉末,对应的电解质片在40℃时的离子电导率分别为1.22×10^-5S/cm和3.87×10^-6S/cm,活化能分别为0.34eV和0.32eV。从实验结果综合比较,溶胶-凝胶法为最佳制备方法。     

反应吸附强化C2/C3烃水蒸气重整制氢反应热力学计算

为拓宽反应吸附强化水蒸气重整制氢（ReSER）原料的应用范围,采用化工流程模拟软件Aspen Plus,针对包括C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈ 的C2/C3轻烃 ReSER制氢反应可行性和优化条件进行热力学分析计算。在选择的反应压力0.1～5 MPa,温度200～800℃,水碳摩尔比（S/C）1～8和吸附剂中氧化钙和原料碳摩尔比（Ca/C）0～5条件下进行热力学分析计算。计算结果表明：在优选的水碳比（S/C）4,钙碳比（Ca/C）2.5,温度200～650℃,压力0.1～1.8 MPa的条件下, C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈均可分别通过ReSER反应获得H₂含量在95%以上的产物,产物中H₂浓度均随着水碳比和钙碳比的增大而提高。在假设的水碳比4,钙碳比2.5条件下,当CO₂脱除率达到0.9以上,C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈的反应温度分别高于250、400、250、350℃时,产物中H₂摩尔分数均可达到95%以上,产物中的H₂浓度随着反应温度的升高和CO₂脱除率的增加而提高。当CO₂脱除率低于0.9,产物H₂摩尔分数要达到95%时,C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈的反应温度均需升高50℃。在相同长度C链的烃类中,烯烃比烷烃更容易发生ReSER反应。而原料的碳链越长,则越容易发生ReSER制氢反应。     

五种新合成酯基取代的咪唑类离子液体电导率的测定与分析

离子液体的电导率性质反映了离子液体的导电性能,与溶剂中的电离度以及离子的溶剂化能力密切相关。为了研究本实验室合成的5种酯基取代的离子液体的电导率,用DDS307电导率仪测定1-乙酸甲酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([MIMCH₂COOCH₃]NTf₂)、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([MIMCH₂COOCH₂CH₃]NTf₂)、1-乙酸正丙酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([MIMCH₂COOCH₂CH₂CH₃]NTf₂)、1-对甲基苯甲酸甲酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([MIMCH₂C₆H₄COOCH₃]NTf₂)和1-对甲基苯甲酸乙酯基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺([MIMCH₂C₆H₄COOCH₂CH₃]NTf₂)在二甲基亚砜、甲醇、乙腈和乙酸乙酯中的电导率数据。结果表明,其他条件不变时,在一定浓度范围内,离子液体的电导率随着其浓度的增大而增大;在一定温度范围内,随着温度的升高,离子液体电导率增大;4种溶剂相比电导率从小到大顺序依次为乙酸乙酯、二甲基亚砜、甲醇、乙腈,反映了带酯基的5种离子液体与乙酸乙酯的相互作用。     

碳纸负载铅电极的制备及其催化顺丁烯二酸电还原合成丁二酸

通过一步电沉积法制备CP@Pb电极,并将其用于催化顺丁烯二酸（C₄H₄O₄）电还原反应合成丁二酸（C₄H₆O₄）。利用SEM、TEM、XRD等手段对CP@Pb电极表面结构、物相组成等进行表征,通过CV及CP等方法研究CP@Pb电极在酸性环境中对C₄H₄O₄的电还原催化行为。结果表明,CP@Pb电极对C₄H₄O₄电还原具有良好的催化性能;反应温度为318.15 K时,在0.25 mol/L H₂SO₄+0.30 mol/L C₄H₄O₄中还原电流密度达到191.3 mA/cm²（-1 V）;当还原电流密度为120 mA/cm²时,合成丁二酸的纯度为96%。     

SBA-15固载酸性离子液体催化酯化反应性能

为了减少离子液体用量及解决催化剂分离问题,采用键合法制备了以SBA-15为载体的固载化离子液体催化剂[C₃SO₃HCP]HSO₄/SBA-15,通过FT-IR、TG、XRD、BET和TEM分析了催化剂的结构和稳定性。并将其应用于催化丁二酸酐和乙醇的酯化反应。结果表明:[C₃SO₃HCP]HSO₄被成功固定在SBA-15上,且具有较高的热稳定性和催化活性,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。在催化剂用量为反应物总质量的5%、n(C₄H₄O₃):n(C₂H₅OH)=1:3,反应温度80℃;反应时间4 h、带水剂用量为反应物总质量的30%的条件下,酯收率达93.7%,且该催化剂循环使用8次后,仍具有较高的催化活性。此外,还考察了以[C₃SO₃HCP]HSO₄/SBA-15为催化剂催化合成系列酯也获得了较高的酯收率,且易于与产物酯分离。     

高弹性自愈水凝胶(C3H5O)1CB[7]/PAA的制备及性能

用丙烯氧基七元瓜环（（C₃H₅O）₁CB[7]）替代传统的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）制备了新型丙烯氧基七元瓜环/聚丙烯酸凝胶（（C₃H₅O）₁CB[7]/PAA gel）,该凝胶具有高弹性和自愈性。采用IR和¹H NMR技术对其结构进行表征,研究了该水凝胶的溶胀、力学性能,宏观观察了其自愈性能。结果表明：（C₃H₅O）₁CB[7]/PAA gel的网络形成作用力主要是多重氢键;在丙烯酸（AA）17.2%,水82.1%,（C₃H₅O）₁CB[7]0.33%,过硫酸钾（KPS）0.33%时该水凝胶具有良好的自愈性及力学性能,其最大伸长量为105.6 cm,为原长的86倍,弹性模量0.39 kPa,平衡溶胀率是600%。该水凝胶有望成为一种潜在的生物组织工程材料。     

低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)2上的吸附行为

采用实验研究与分子模拟相结合的方法研究了低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)₂上的吸附热力学、动力学和吸附分离机理。用常温合成方法制备了超微孔金属-有机骨架材料Cu(Qc)₂,测定了低碳烷烃烯烃（CH₄/C₂H₄/C₂H₆/C₃H₆/C₃H₈）在Cu(Qc)₂上的吸附相平衡和吸附动力学。使用Materials Studio中的Fortcite模块模拟低碳烷烃烯烃在超微孔柔性Cu(Qc)₂上的吸附机理以及材料的结构形变。结果表明Cu(Qc)₂具有优良的C₂H₆ /C₂H₄吸附选择性和吸附动力学,而对C₃H₈ /C₃H₆的吸附选择性很低。273 K和0.1 MPa下,C₂H₆/C₂H₄在Cu(Qc)₂上的IAST选择性达4.6。298 K和0.05 MPa下C₂H₆/C₂H₄在Cu(Qc)₂上的扩散时间常数分别达1.42×10^-3和1.48×10^-3_{s^-1,扩散活化能分别为16.62 和16.43 kJ/mol。应用装填Cu(Qc)2的固定床可在常温条件下实现C2H6 /C2H4二元混合气的完全分离。模拟结果显示Cu(Qc)2为二维堆叠结构,材料会由于吸附不同分子而发生不同程度的结构形变。甲烷易从变大的层间扩散脱附,导致其在材料上的吸附量很低;C2H6/C2H4两者都能稳定吸附在层中的孔道中,其分离推动力主要来源于两种气体在材料上明显的吸附热差异;C3H8/C3H6会分别吸附在两种不同的环境,吸附热差异小导致Cu(Qc)2对C3H8 /C3H6的吸附选择性低。}     

不同氧浓度下煤挥发分燃烧的化学动力学研究

燃煤有机污染物对人类健康和生态环境存在严重危害,而O₂对火焰中有机产物的形成具有明显的调控作用。鉴于煤挥发分燃烧是燃煤过程中至关重要的一环,本文以煤热解气为燃料,通过数值模拟研究了氧化剂侧O₂浓度对对冲扩散火焰中碳氢产物生成特性和机制的影响。结果表明,O₂浓度升高促进了O和OH的生成,进而提高H浓度,突显了含H和OH参与的反应的重要性。此外,乙炔(C₂H₂)、丙炔(PC₃H₄)、炔丙基(C₃H₃)、乙烯基乙炔(C₄H₄)、苯(C₆H₆)和萘(C₁₀H₈)的浓度均增大。增加O₂浓度促进了C₂H₂向PC₃H₄的转化,并使得C₃H₃更倾向于转化为丁二烯(C₄H₆),而富烯更倾向于通过苯基(C₆H₅)生成C₆H₆,因此C₆H₅作为C₆H₆前体的地位被加强。     

不同氧浓度下煤挥发分燃烧的化学动力学研究

燃煤有机污染物对人类健康和生态环境存在严重危害,而O₂对火焰中有机产物的形成具有明显的调控作用。鉴于煤挥发分燃烧是燃煤过程中至关重要的一环,本文以煤热解气为燃料,通过数值模拟研究了氧化剂侧O₂浓度对对冲扩散火焰中碳氢产物生成特性和机制的影响。结果表明,O₂浓度升高促进了O和OH的生成,进而提高H浓度,突显了含H和OH参与的反应的重要性。此外,乙炔(C₂H₂)、丙炔(PC₃H₄)、炔丙基(C₃H₃)、乙烯基乙炔(C₄H₄)、苯(C₆H₆)和萘(C₁₀H₈)的浓度均增大。增加O₂浓度促进了C₂H₂向PC₃H₄的转化,并使得C₃H₃更倾向于转化为丁二烯(C₄H₆),而富烯更倾向于通过苯基(C₆H₅)生成C₆H₆,因此C₆H₅作为C₆H₆前体的地位被加强。     

1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯+水/醇蒸气压的测量和关联

合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯(［BMIM］［DBP］),用静态法测量了［BMIM］［DBP］与H₂O/CH₃OH/C₂H₅OH 所形成的3个二元体系的汽液平衡数据,并用NRTL模型对活度因子进行关联。实验结果表明,［BMIM］［DBP］+H₂O/CH₃OH/C₂H₅OH二元体系汽液平衡数据对Roualt定律呈负偏差,说明3个体系均可作为吸收式热泵的潜在工质。3个体系的关联结果与实验数据的平均相对误差分别为2.37%、2.51%和1.89%。     

醚基功能化离子液体催化合成乙酸正丁酯

合成了5种醚基功能化酸性离子液体[Me（OEt）₁-MOR-C₃SO₃H][MeSO₃]、[Me（OEt）₂-MOR-C₃SO₃H][MeSO₃]、[Me（OEt）₃-MOR-C₃SO₃H][MeSO₃]、[2（C₃SO₃H-MOR）-（OEt）₂₀₀][2MeSO₃]、[2（C₃SO₃H-MOR）-（OEt）₄₀₀][2MeSO₃],使用红外光谱和核磁共振氢谱对合成的离子液体结构进行表征,考察离子液体的黏度、溶解性和腐蚀性。以正丁醇和乙酸的酯化反应考察了离子液体的催化活性,并使用响应面分析法优化反应工艺。结果表明,当酸醇摩尔比为1.2：1、催化剂[2（C₃SO₃H-MOR）-（OEt）₄₀₀][2MeSO₃]用量为醇质量的5%、带水剂用量为醇质量的16%时,在90℃下反应5 h,酯收率可达97.8%,离子液体经回收干燥重复使用8次催化活性没有明显的降低。     

磺化聚醚醚酮掺杂叔铵盐类离子液体复合膜的制备及离子液体与Pt/C催化剂的相容性

采用中和法制备了两种叔铵盐类离子液体[（CH₃CH₂）₃NH⁺][HSO₄^-]（简称TEAS）及[（CH₃CH₂）₃NH⁺][H₂PO₄^-]（简称TEAP）,傅里叶红外光谱图表明制备的离子液体为TEAS及TEAP。并将制备的叔铵盐类离子液体掺杂到不同磺化度的磺化聚醚醚酮（简称SPEEK）中,通过溶液浇铸法制备了SPEEK/IL复合膜,对复合膜进行了差示扫描量热（DSC）表征,测试了复合膜中离子液体的流失率及其与Pt/C催化剂的循环伏安（CV）及氧还原（ORR）曲线。SPEEK掺杂叔铵盐类离子液体后,由于叔铵盐离子液体以化学力与SPEEK网状结构中的磺酸基结合,导致复合膜的热稳定性下降,但同时也降低了复合膜中的离子液体流失率。CV及ORR曲线表明,Pt/C催化剂与叔铵盐离子液体电化学窗口相差较小,氧还原活性降低少,两者相容性较好。此类复合膜在质子交换膜燃料电池中具有应用前景。     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。