以功能化离子液体为溶剂的多酸脱硫性能

合成了5种功能化离子液体（[CPL][TBAB],[CPL]BF₄,[Bmim]HCO₃,[Bmim]OAc和[Bmim]Im）以及含有相同阳离子的多酸离子液体[CPL]₃PMo₁₂O₄₀和[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀,构建了以功能化离子液体为溶剂的多酸液相氧化脱硫体系,优选出最佳脱硫剂,并考察了不同吸收温度、气体流量下最优脱硫剂的脱硫性能。结果表明[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃脱硫效率最高,优化的吸收条件为温度高于40℃、气体流量为100 ml·min^-1;[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃可以简单地用空气再生。     

功能化杂多酸盐在燃料油催化氧化脱硫中的应用研究

采用一步合成法制备了以甘氨酸为阳离子、磷钨酸为阴离子的功能化杂多酸盐[Gly]_3PW_(12)O_(40)。以[Gly]_3PW_(12)O_(40)为催化剂,以离子液体[Hmim]PF6、[Hmim]BF4、[Bmim]PF6、[Bmim]BF4分别为萃取剂,以过氧化氢为氧化剂,构建了杂多酸盐耦合离子液体的催化氧化脱硫体系。研究表明,以[Hmim]PF6为萃取剂可以获得最佳的脱硫效果。采用单因素实验研究了脱硫工艺条件对[Gly]_3PW_(12)O_(40)/[Hmim]PF6/H2O2体系脱硫效果的影响。结果表明,在n(过氧化氢)/n(硫)=4、反应时间为90 min、反应温度为60℃、n[Gly]_3PW_(12)O_(40)/n(硫)=0.025、[Hmim]PF6用量为1 m L条件下,燃料油的脱硫率可达99.2%,并且脱硫体系[Gly]_3PW_(12)O_(40)/[Hmim]PF6具有很好的重复使用性能。     

杂多酸离子液体催化汽油氧化萃取耦合脱硫研究

采用两步合成法制备了杂多酸离子液体[HMIM]_3PMo_(12)O_(40),研究了其在汽油氧化萃取耦合脱硫中的催化性能。通过单因素实验,分别考查了反应温度、反应时间、催化剂用量和氧化剂H_2O_2的用量对模拟汽油中硫化物苯并噻吩的脱除效果影响。研究表明,当T=70℃,催化剂[HMIM]_3PMo_(12)O_(40)用量n_([HMIM]3PMo12O40)/n_(S)=0.04,氧化剂用量n_(H_2O_2)/n_(S)=6,t=90min,萃取剂乙腈用量V=4m L时,脱硫率可达84.6%,且杂多酸离子液体[HMIM]_3PMo_(12)O_(40)具有较好的循环使用性能。     

氨基酸杂多酸盐在模拟汽油催化氧化脱硫中的应用研究

分别以甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)和谷氨酸(Glu)为阳离子,磷钨酸和磷钼酸为阴离子,合成了氨基酸杂多酸盐[Gly]_3PW_(12)O_(40)、[Ala]_3PW_(12)O_(40)、[Glu]_3PW_(12)O_(40)和[Glu]3PMo12O40。以氨基酸杂多酸盐为催化剂、离子液体1-甲基-3-辛基咪唑六氟磷酸盐([Omim]PF6)为萃取剂、过氧化氢为氧化剂,考察了模拟汽油催化氧化脱硫效果。其中,[Glu]_3PW_(12)O_(40)-[Omim]PF6-H2O2催化氧化脱硫体系的脱硫效果最好,采用该体系考察了脱硫条件对模拟汽油脱硫率的影响。结果表明,当n(过氧化氢)∶n(硫)∶n(催化剂)=100∶25∶1、反应时间为60 min、反应温度为50℃、V([Omim]PF6)∶V(模拟汽油)=1∶5时,模拟汽油中二苯并噻吩(DBT)的脱除率可达98.5%,重复使用5次脱硫率仍高于95%。     

负载型磷钨钒杂多酸催化剂合成及其氧化降解甲基橙的性能研究

用Na_2HPO_4与NaVO_3和Na_2WO_4·12H_2O合成Keggin型催化剂H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40),并将H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)、1-丁基-3-甲基咪唑溴离子液体混合,制备[Bmim]_(3+x)PW_(12)-xV_xO_(40),以SiO_2为载体,制备负载型的杂多酸杂化分子材料催化剂[Bmim]_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)/SiO_2,以H_2O_2为氧化剂,考察[Bmim]_5PW_(10)V_2O_(40)/SiO_2对染料甲基橙的降解脱色性能。结果表明,催化剂在用量为0.10 g(50%)、H_2O_2为5 m L、温度为60℃、p H为3对甲基橙(碱氮颜料)具有很好的降解效果,可达95.1%。并催化剂有很好的回收效果,可以多次重复使用。     

负载型磷钨钒杂多酸催化剂合成及其氧化降解甲基橙的性能研究

用Na_2HPO_4与NaVO_3和Na_2WO_4·12H_2O合成Keggin型催化剂H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40),并将H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)、1-丁基-3-甲基咪唑溴离子液体混合,制备[Bmim]_(3+x)PW_(12)-xV_xO_(40),以SiO_2为载体,制备负载型的杂多酸杂化分子材料催化剂[Bmim]_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)/SiO_2,以H_2O_2为氧化剂,考察[Bmim]_5PW_(10)V_2O_(40)/SiO_2对染料甲基橙的降解脱色性能。结果表明,催化剂在用量为0.10 g(50%)、H_2O_2为5 m L、温度为60℃、p H为3对甲基橙(碱氮颜料)具有很好的降解效果,可达95.1%。并催化剂有很好的回收效果,可以多次重复使用。     

酸性离子液体催化丁烯酯化反应制备乙酸仲丁酯

采用两步法合成了[Bmim]HSO_4,[Bmim]Sb F6,Bmim]PF6,[BSmim]HSO_4,[BSmim]CF_3SO_3,[BSN222]H_2PW_12O_40,[Ph3PSO3H]HSO_4等离子液体,以离子液体及离子液体/酸性无机盐为催化剂,在90℃、混合碳四:乙酸体积比18:5、乙酸:催化剂摩尔比2、反应时间4 h条件下,催化丁烯与乙酸的酯化反应.结果表明,以[Ph_3PSO_3H]HSO_4为催化剂时,丁烯转化率、乙酸仲丁酯的选择性和收率分别达88.8%,100.0%和88.8%,远高于以浓H_2SO_4催化的转化率(73.5%)、选择性(77.7%)和收率(57.1%).以[Ph_3PSO_3H]HSO_4为催化剂的8次循环实验中,总丁烯转化率均大于88.4%,乙酸仲丁酯选择性均大于97.4%,且产物与离子液体易分离,催化效果和循环使用性能良好.     

吗啡啉离子液体磷钨酸盐的合成及其催化制备生物柴油

通过两步法合成了阴离子为磷钨酸根的两种离子液体杂多酸盐([C_3SO_3Hnhm]_3PW_(12)O_(40)和[Nbmm]_3PW_(12)O_(40))。采用~1HNMR、FTIR、元素分析和TGA对两种离子液体磷钨酸盐的结构、组成和热稳定性进行了测定;同时,对其溶解性和pH进行了测定。以大豆油和甲醇的酯交换反应为模型反应,考察了[C_3SO_3Hnhm]_3PW_(12)O_(40)的催化活性。结果表明:当n(甲醇)∶n(大豆油)=14∶1,[C_3SO_3Hnhm]_3PW_(12)O_(40)质量分数为大豆油和甲醇总质量的4%、反应时间6 h、反应温度100℃时,脂肪酸甲酯(生物柴油)的收率为94.90%。催化剂的重复性考察结果表明:该催化剂经回收、真空干燥后、重复使用6次,活性无明显降低。     

咪唑类离子液体的合成及其对氯苯的吸收-解吸性能研究

以溴代正丁烷、Ⅳ甲基咪唑为原料,合成了咪唑类离子液体1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim] PF6)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4),通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了离子液体结构;以离子液体为吸收剂进行氯苯气体吸收实验,考察了吸收温度、吸收时间、进气氯苯浓度等对离子液体吸收氯苯气体性能的影响...     

离子液体催化合成2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸

研究了离子液体催化合成2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸。并对离子液体中[Bmim]Cl与三氯化铝的摩尔比、原料配比、反应温度和反应时间等工艺条件进行了考察。较优工艺条件为:n(AlCl3)∶n([Bmim]Cl)=1∶3,n(离子液体)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(乙苯)=1∶1∶1,反应温度为50℃,反应时间为4h,在此条件下,[Bmim]Cl-AlCl3催化邻苯二甲酸酐的转化率可达100%,目标产物2-(4-乙基苯甲酰基)苯甲酸的选择性达97.14%,可避免使用有机溶剂。     

咪唑类离子液体高效吸收二氯甲烷

合成了一系列常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Bmim][NTf2])、1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐([Bmim][DCA])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])和N-丁基吡啶硫氰酸盐([BPy][SCN]),用智能重量分析仪(IGA)测定不同温度和分压下离子液体吸收二氯甲烷(DCM)的容量。结果表明,[Bmim][SCN]具有最高的二氯甲烷吸收容量(1.46 g/g, 303.15 K, 60 kPa),5次循环后吸收能力无明显下降,[Bmim][SCN]基本可完全再生,能循环使用。量化计算结果表明[SCN]?可与二氯甲烷形成氢键,增强其对二氯甲烷的吸收能力。     

铁基离子液体湿法氧化硫化氢的反应性能

以氯化丁基甲基咪唑(BmimCl)和六水合三氯化铁(FeCl3.6H2O)为原料合成了铁基离子液体。分析表明,铁基离子液体具有非定量组成[Bmim]Fe0.9Cl4.7,表现出较强的疏水特性,而且具有良好的氧化性和热稳定性。以铁基离子液体为脱硫剂,对其氧化脱除硫化氢及再生工艺进行了初步研究,考察了硫化氢流量、硫化氢浓度、反应温度和氧气流量对脱硫效率的影响。结果表明,铁基离子液体的硫容达到0.31g.L-1,氧化脱硫过程中无须添加辅助试剂和调控pH值,反应温度和硫化氢流量是对脱硫率影响最为显著的两个因素,铁基离子液体脱硫剂可以在氧气中再生并循环使用。因此,铁基离子液体作为脱硫剂可以氧化硫化氢生成硫磺并在氧气中再生并生成水。基于产物水与疏水脱硫剂的不溶性,可以构建基于疏水性铁基离子液体作为脱硫剂的非水相湿法氧化脱硫新工艺,避免了水相湿法氧化脱硫过程中二次污染及操作复杂的难题,对研究发展绿色湿法脱硫工艺具有积极意义。     

咪唑类离子液体对苯系挥发性有机物脱除性能的研究

为研究咪唑类离子液体吸收甲苯的性能,考察了甲苯体积分数、吸收温度、N₂进气速度和离子液体流量等对吸收甲苯性能的影响,并评价了离子液体的再生性能。结果表明,[Emim][Tf₂N]、[Bmim][Tf₂N]和[Omim][Tf₂N]这3种离子液体对甲苯的吸收率均在90%以上,且阳离子碳链越长,对甲苯的吸收率越高,3种离子液体对甲苯的吸收率大小为:[Omim][Tf₂N]>[Bmim][Tf₂N]>[Emim][Tf₂N]。甲苯体积分数为3 113μL/L、N₂进气速度为50 mL/min、离子液体流量为15 mL/min和吸收温度为20℃的条件下,离子液体对甲苯的吸收率最高。离子液体在140℃、5 066 Pa下干燥再生5次后性能基本稳定。     

H_3PW_(12)O_(40)@C的制备和氧化脱除模拟油中硫化物

以磷钨酸和蔗糖为原料,利用水热法制备了H_3PW_(12)O_(40)@C。采用XRD、SEM、FT-IR对其结构进行表征。以H_3PW_(12)O_(40)@C为催化剂,过氧化氢为氧化剂,1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([Bmim]BF_4)离子液体为萃取剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩。对氧化脱硫体系进行了优化,结果表明,在模拟油为5.0 m L,n(H_2O_2)/n(S)为8,催化剂质量为0.04 g,离子液体用量为1.50 m L,反应温度为60℃,反应时间为180 min的最优条件下,二苯并噻吩的脱除率达到81.3%。同时,考察了催化剂的循环使用性能并对氧化脱硫机理进行研究。     

离子液体催化2-氯噻吩氯甲基化反应研究

以2-氯噻吩、多聚甲醛为原料,以离子液体[C2mim]Br、[C3mim]Br、[C4mim]Br、[C5mim]Br、[C6mim]Br、[C7mim]Br、[C8mim]Br、[C12mim]Br、[Bmim]PF6、[Bmim]BF4、[Bmim]C4F9SO3和[Bmim]Cl为催化剂进行氯甲基化反应,得到产物2-氯-3-氯甲基噻吩。研究表明,离子液体可以促进2-氯噻吩的氯甲基化反应,具有相转移催化剂的效果,并且以[C4mim]Br和[C8mim]Br的催化效果为佳。反应最佳条件为:离子液体[C8mim]Br摩尔分数为5%(相对于2-氯噻吩),温度40℃,反应时间8h,产物产率可达92.1%。     

γ-Al_2O_3负载型多胺基离子液体对CO_2的吸附特性

以γ-Al_2O_3载体,采用浸渍-蒸发法制备负载型多胺基离子液体(X[BF_4]/γ-Al_2O_3,X=[EDTAH]、[DETAH]、[TETAH]、[TEPAH]),以CO_2摩尔吸附量和平均CO_2吸附速率为评价指标,优选出对CO_2吸附效果最优的[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3负载型离子液体,其对CO_2的吸附容量和平均吸附速率分别达到0.886 mmol CO_2/(g·SILs)和5.907×10~(-2)mmol CO_2/[(g·SILs)·min],进一步考察在不同温度、气体流量和负载比条件下该负载型离子液体对CO_2的吸附特性。结果表明,多胺基离子液体和载体共同影响着负载型离子液体对CO_2的吸附性能;[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3吸附CO_2的最佳条件为负载比0.5:1~1:1、气体流量100 mL/min、温度60℃。     

杂多酸离子液体催化下的过氧乙酸绿色合成工艺研究

以溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)和磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40))为原料制备了杂多酸型离子液体催化剂1-丁基-3-甲基咪唑磷钨酸盐([Bmim]_3PW_(12)O_(40)),经傅里叶变换红外光谱确证其结构,考察了催化剂对双氧水氧化冰醋酸合成过氧乙酸反应的催化活性及其催化工艺条件。实验结果表明,该杂多酸离子液体是一种新型、高效且环境友好的固相催化剂,在V(双氧水)∶V(冰醋酸)=1.75∶1、温度60℃、催化剂用量为原料总质量的0.5%、时间4 h的优化反应条件下,过氧乙酸的浓度可达到20.3%。而且,催化剂循环使用8次后,依然保持了优异的稳定性。制备的过氧乙酸产品因不含硫酸催化剂,解决了现有浓硫酸催化方法存在的环境不友好、储存和运输存在安全隐患、产品应用领域受限等问题。     

离子液体催化碳酸二甲酯合成醚

分别以氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)、溴化1-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Br)、1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([Bmim]BF_4)、氯化四丁基胺(Bu_4NCl)和溴化四丁基胺(Bu_4NBr)等离子液体为催化剂,考察其催化碳酸二甲酯(DMC)与不同酚的甲基化反应。结果表明,[Bmim]Cl是较好的催化剂。在酚、DMC和离子液体的物质的量之比为1:2:0.5,反应温度为150℃,反应时间为5 h时,目的产物原料酚O原子上的甲基化产物的收率可达90%以上,未发现C原子上的甲基化副产物生成,且反应后[Bmim]Cl的结构没有发生变化。     

[NH_2-emim]Br/[Bmim]BF_4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([NH_2-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[NH_2-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 m S·cm~(-1),CO_2的溶解饱和度82%(摩尔分数),将不同含量的[NH_2-emim]Br与[Emim]BF_4、[Bmim]BF_4、[Bmim]PF6组成二元复合离子液体,并用于CO_2电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO_2在[NH_2-emim]Br(0.5%)-[Bmim]BF_4复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF_4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CO_2电化学还原离子液体体系。     

离子液体对燃油含硫化合物的萃取性能研究

在合成离子液体[Bmim]PF6的基础上,考察了萃取脱硫时间、温度、溶剂比等因素对含硫体系燃油脱硫率的影响。[Bmim]PF6萃取脱硫平衡速度很快,只需1min。[Bmim]PF6萃取脱硫适宜的操作温度为30～40℃,对噻吩类含硫化合物分配系数可达到0.4～0.5,通过4级萃取脱硫率可以达到80%以上。