Electrical conductivities for four ternary electrolyte aqueous solutions with one or two ionic liquid components at ambient temperatures and pressure

Thiswork provides amethod to explore the transport property of the electrolyte aqueous solutionswith one or two ionic liquids, especially focus on their electrical conductivity. The conductivities were measured for the ternary systems NaCl–[C₆mim][Cl] (1-hexyl-3-methylimidazolium chloride)–H₂O, [C₆mim][BF₄]–[C₆mim][Cl]–H₂O, NaNO₃–[C₆mim][BF₄](1-hexyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)–H₂O, and [C₄mim][BF₄] (1-butyl-3- methylimidazolium tetrafluoroborate)–[C₆mim][BF₄]–H₂O, and their binary subsystems NaNO₃–H₂O, NaCl–H₂O, [C₆mim][BF₄]–H₂O, [C₆mim][Cl]–H₂O, and [C₄mim][BF₄]–H₂O, respectively. The conductivities of the ternary systems were also determined using generalized Young's rule and semi-ideal solution theory in terms of the data of their binary solutions. The comparison showed that the two simple equations provide good predictions for conductivity of mixed electrolyte solutions and the mixed ionic liquid solutions based on the conductivity of their binary subsystems.     

离子液体对溶菌酶晶体形态和活性的影响

以鸡蛋清溶菌酶为模型蛋白,采用冷却结晶法结晶以及浊度法测定酶活性,研究了分别添加4种亲水性离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C₄mim]BF₄)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C₄mim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([C₄mim]Br)和1,3-二甲基咪唑碘化物([dmim]I))条件下溶菌酶晶体形态和晶体活性的变化。利用光学显微镜对溶菌酶结晶过程的晶体形态进行分析,结果表明添加离子液体会影响溶菌酶的晶体形态和尺寸。离子液体[C₄mim]BF₄介导的溶菌酶形成棒状晶体。与未添加离子液体相比,[C₄mim]Cl和[C₄mim]Br均未改变溶菌酶晶体形态,均呈块状晶体,但[C₄mim]Cl和[C₄mim]Br促进溶菌酶晶体生长,晶体尺度均增加。而添加[dmim]I,溶菌酶呈现针状晶体。采用浊度法测定溶菌酶晶体活性,结果表明不同的离子液体对溶菌酶晶体的活性...     

木瓜蛋白酶在离子液体双水相中的分配行为

采用离子液体双水相提取木瓜蛋白酶。首先考察不同浓度、pH、温度的离子液体对木瓜蛋白酶活性的影响, 其次考察不同离子液体双水相体系、离子液体侧烷基链长度及浓度、酶添加量、pH、温度对木瓜蛋白酶分配行为的影响。结果表明:[C₄mim]Cl和[C₄mim]Br体系萃取木瓜蛋白酶的效果比[C₄mim]BF₄体系好;高温(≥60℃)对离子液体双水相体系萃取木瓜蛋白酶不利。离子液体双水相萃取木瓜蛋白酶的最佳工艺条件:0.25 g·ml^-1的[C₄mim]Cl, 0.35 g·ml^-1的K₂HPO₄, pH 8.0, 酶添加量2.0 mg·ml^-1, 30℃。此条件下木瓜蛋白酶的酶活性回收率达到95.16%, 纯化因子达到1.5。为今后进一步研究该体系的放大实验或规模化生产奠定了基础。     

咪唑类离子液体对木质纤维预水解液的脱毒

针对燃料乙醇生物炼制过程中抑制物对酵母乙醇发酵的抑制作用,以水洗稀酸蒸汽爆破预处理玉米秸秆得到的预水解液为研究对象,采用新型绿色脱毒技术--离子液体进行萃取脱毒,研究比较了两种咪唑类离子液体[烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体[C_nmim][PF₆](n 4,6,8)和烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体[C_nmim][BF₄](n 6,8)]对预水解液的萃取性能。结果表明,随着咪唑类离子液体阳离子烷基链长度的增加,离子液体对抑制物的萃取性能下降,具有更强电负性的阴离子为BF₄^-的离子液体比阴离子为PF₆^-的离子液体萃取效率更高。通过比较糖与抑制物的萃取率,最终选择[C₈mim][BF₄]作为预水解液的萃取剂,结果显示其对主要抑制物甲酸、乙酸、5-羟甲基糠醛的萃取率分别为53.22%、47.53%和85.13%,总酚的萃取率为65.05%,而糖的损失率在6%以内。     

[Bmim][BF4]/MEA混合水溶液吸收CO2的吸收性能与液液分相机理

对液液两相CO₂吸收剂1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Bmim][BF₄]）/乙醇胺（MEA）混合水溶液吸收性能进行了实验测定,研究了离子液体[Bmim][BF₄]的引入对吸收性能和液液分相的影响,并通过定量碳谱核磁共振法对分相机理和各相中的物质分布进行分析。研究结果表明,一定配比的[Bmim][BF₄]/MEA混合水溶液吸收CO₂之后会出现互不相溶的液液两相,这种现象伴随着CO₂产物的富集;导致液液分相的原因是氨基甲酸盐浓度的增大;随着[Bmim][BF₄]质量分数的增大,溶液吸收速率呈现出先增大后减小的趋势;分层后H₂O主要分布在富液相,[Bmim][BF₄]主要分布在贫液相,H₂O的质量分数直接影响分层后富液相的传质性能。     

[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。     

溴化1-辛基-3-甲基咪唑聚集状态对蛋白质结晶的影响研究

研究了离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑（［C₈mim］Br）添加剂的聚集状态对蛋白质结晶过程的影响。实验发现［C₈mim］Br可以改善溶菌酶晶体形貌,影响晶体数量和晶体尺寸。通过测定不同浓度［C₈mim］Br下溶菌酶的溶解度、结晶动力学、聚集状态和ζ-电势,揭示了离子液体［C₈mim］Br对溶菌酶结晶的影响机理。结果表明,［C₈mim］Br与溶菌酶的作用方式随［C₈mim］Br的聚集状态而改变。当［C₈mim］Br浓度较低（<0.1 mol/L）时,［C₈mim］⁺与溶菌酶分子之间存在疏水作用,可以促进蛋白质分子聚集,促进结晶过程。当［C₈mim］Br浓度较高（>0.1 mol/L）时,［C₈mim］⁺自发聚集成胶束,并与蛋白质分子相互作用形成溶菌酶-胶束复合物;动态光散射（DLS）结果显示结晶过程以溶菌酶-胶束复合物为基本单元聚集,因此结晶过程减缓,晶体质量提高。     

木瓜蛋白酶在[Cnmim]BF4-NaH2PO4双水相体系中的分配行为

为了研究木瓜蛋白酶在[C_nmim]BF₄-NaH₂PO₄双水相体系中的分配行为, 在298.15 K条件下利用浊点法测定了[C_nmim]BF₄-NaH₂PO₄双水相体系的双节线和液液相平衡数据, 建立了木瓜蛋白酶在该体系中的三维分配模型。利用Merchuk方程、Othmer-Tobias方程和Bancroft方程分别关联了双节线数据、液液相平衡数据, 拟合度分别在0.975、0.994以上, 结果满意。木瓜蛋白酶分配系数的对数与该体系上相的离子液体浓度和下相的盐浓度相关度都较高, 故通过Matlab建立了三者之间的分配模型, 实验值和预测值之间的相对偏差均在5%以内, 表明该模型能有效地预测木瓜蛋白酶在[C_nmim]BF₄-NaH₂PO₄双水相体系中的分配行为。     

离子液体-分散液液微萃取结合高效液相色谱法快速分析茯苓中氰戊菊酯和联苯菊酯农药残留

离子液体-分散液液萃取法被成功地应用于萃取和富集中药材茯苓中氰戊菊酯和联苯菊酯。1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₈mim][PF₆])作为萃取溶剂，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C₄mim][BF₄])为分散剂。整个萃取过程不需要加入任何有机溶剂，萃取过程快速，3min内就可以达到萃取平衡。茯苓中目标化合物的加样回收率在95.7%～98.3%之间，检出限为0.50和0.40 ng·mL^-1之间，结果令人满意，说明该实验方法适用于检测中药材中氰戊菊酯和联苯菊酯农药残留。     

离子液体-分子溶剂复合萃取剂脱除水中酚类化合物

构建了疏水性离子液体-分子溶剂复合萃取剂,并研究了其对酚类化合物的萃取性能。结果表明,与纯离子液体萃取剂相比,三己基十四烷基溴化（[P₆₆₆₁₄]Br）-乙酸乙酯复合萃取剂在显著降低萃取剂黏度的同时,获得了较高的酚类溶质分配系数。当萃取剂中[P₆₆₆₁₄]Br摩尔分数为20%时,苯酚的分配系数为345,是纯乙酸乙酯为萃取剂时的5.3倍,是[omim]BF₄、[C₁₂mim]NTf₂等常规疏水离子液体的9~60倍;比纯[P₆₆₆₁₄]Br为萃取剂时的分配系数下降25.3%,黏度却比纯[P₆₆₆₁₄]Br降低99%以上。COSMO-RS研究表明[P₆₆₆₁₄]Br与苯酚之间较强的氢键作用是获得较高苯酚分配系数的关键因素。该复合萃取剂对间苯三酚、4-氯苯酚和2,5-二硝基苯酚等物质也有良好的萃取能力。上述结果为开发兼具良好热力学性能和动力学性能的脱酚萃取剂提供了新的思路。     

Vapor pressure measurement and correlation of acetonitrile+1-butyl-3-methylimidazolium chloride,+1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate,and+1-hexyl-3-methylimidazolium chloride

Vapor pressures were measured for acetonitrile+1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([C4mim][Cl]),+1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([C4mim][BF4]) and+1-hexyl-3-methylimidazolium chloride ...     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体水溶液对纤维素的作用

在温度90℃, 压力1 MPa条件下, 研究[C₄mim]Cl-水溶液对纤维素的溶解和结构变化的影响。在离子液体含量为60%～95%时, 无定形纤维素可以部分溶解, 并且加去离子水后有纤维素再生。经过[C₄mim]Cl-水溶液处理一段时间后, 微晶纤维素的晶型并没有发生改变, 但纤维素的结晶指数和晶粒尺寸的大小都有明显的变化, 纤维素的分子内和分子间氢键相对强度也有明显变化。离子液体含量不同对微晶纤维素的作用程度不同。     

离子液体体系用于盐湖卤水提取锂

3种咪唑类离子液体:1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₄mim][PF₆])、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₆mim][PF₆])、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C₈mim][PF₆])被作为绿色溶剂用于盐湖卤水分离镁锂, 建立了以离子液体(ILs)、磷酸三丁酯(TBP)分别为萃取介质和萃取剂的盐湖卤水锂萃取体系, 并与使用传统有机溶剂磺化煤油和氯仿的萃取效果进行了对比。研究发现, 该离子液体体系较使用传统挥发性有机溶剂的萃取体系有更高的萃取率。锂的萃取率随离子液体中烷基碳原子数的减小而增加。详细考察了溶液pH、离子液体浓度、相比对萃取效率的影响, 获得了离子液体体系萃取的最优条件。在最佳萃取条件下, 3种离子液体体系对锂的单级萃取效率均高于80%, 分离系数最高达到100以上。机理研究表明:离子液体体系是以阳离子交换实现对锂的萃取, Li⁺与TBP形成[Li·2TBP]⁺络合物进入有机相。     

Optimization on the Conversion of Bamboo Shoot Shell to Levulinic Acid with Environmentally Benign Acidic Ionic Liquid and Response Surface Analysis

Levulinic acid (LA) has been identified as a promising green, biomass derived platform chemical. Response surface analysis (RSA) with a four-factor-five-level central composite design (CCD) was applied to optimize the hydrolysis conditions for the conversion of bamboo (Phyllostachys Praecox f. preveynalis) shoot shell (BSS) to LA catalyzed with ionic liquid [C₄mim]HSO₄. The effects of four main reaction parameters including temperature, time,C_[C4mim]HSO4(initial [C₄mim]HSO₄ concentration) and X_BSS (initial BSS intake) on the hydrolysis reaction for yield of LA were analyzed. A quadratic equation model for yield of LA was established and fitted to the data with an R² of 0.9868, and effects of main factors and their corresponding relationships were obtained with RSA. Model validation and results of CCD showed good correspondence between actual and predicted values. The analysis of variance (ANOVA) of the results indicated that the yield of LA in the range studied was significantly (P<0.05) affected by the four factors. The optimized reaction conditions were as follows: temperature of 145 ℃, time of 103.8 min,C_[C4mim]HSO4 of 0.9 mol·L^-1 and X_BSS of 2.04% (by mass), respectively. A high yield [(71±0.41)% (by mol), triplicate experiment] was obtained at the optimum conditions of temperature of 145 ℃, time of 104 min,C_[C4mim]HSO4 of 0.9 mol·L^-1 and X_BSS of 2% (by mass), which obtained from the real experiments, concurred with the model prediction [73.8% (by mol) based on available C₆ sugars in BSS or 17.9% (by mass) based on the mass of BSS], indicating that the model was adequate for the hydrolysis process.     

咪唑型离子液体热物理性质测量

利用自行搭建的热线法液体热导率和热扩散系数装置测试了两种咪唑型离子液体([C₆mIm][BF₄]和[C₄mIm][BF₄])在不同温度下的热导率和热扩散系数。根据文献报道的密度数据获得了样品的比热容。结果表明:两种离子液体的热导率与温度的相关性不大;两种阳离子结构相似的离子液体热扩散率相近, 热扩散率随温度的升高有明显的变化, 本文认为离子液体内部的离子动量分布与温度紧密相关, 离子间的动量交换随温度的升高而增加, 离子动量分布随温度升高逐渐趋于一致, 离子间碰撞产生的动量交换不再明显改变离子的动量, 导致热扩散率的变化随温度升高而减小。