甲醇-乙酸甲酯-1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐的等压汽液平衡

测定了101.3 kPa下甲醇-乙酸甲酯-1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[BMIM］［Tf2N］）体系的汽液平衡,并用NRTL方程对测得的汽液平衡数据进行了回归,得到方程的二元参数。实验表明［BMIM］［Tf₂N］能够显著提高甲醇对乙酸甲酯的相对挥发度,并且随着［BMIM］［Tf₂N］含量的增加,甲醇对乙酸甲酯的相对挥发度增大。将萃取剂［BMIM］［Tf₂N］与1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（［OMIM］［PF₆］）进行了对比,结果表明对于甲醇-乙酸甲酯体系,［BMIM］［Tf₂N］具有更高的分离效率。     

氨基酸扩散系数的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法模拟了298. 15 K正则系综下甘氨酸、丙氨酸等12种氨基酸在水中的扩散过程，扩散系数的计算采用微分-区限变分法。计算结果表明：相同浓度下按不同分子数样本计算得到的扩散系数有较大差别，且分子数越多则模拟结果越接近于实验值。5种氨基酸在水中的扩散系数与文献值相对比，误差小于7%。还用同样的方法模拟了氧气在水中的扩散过程，模拟结果与实验结果吻合也较好。实验表明采用分子模拟手段可以获得具有工业应用价值的扩散系数，从而有助于计算传质学的发展。     

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%。     

缓蚀剂1,3-二烷基咪唑的合成及其缓蚀性能研究

采用一步法合成了1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)和1-己基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)等两种烷基咪唑离子液体,并通过电化学阻抗、动电位极化和失重法研究[BMIM]Br和[HMIM]Br对15Mn碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀行为。研究结果表明:此两种缓蚀剂在1 mol/L盐酸溶液介质中对碳钢都有良好的缓蚀效果,其缓蚀效率都随着缓蚀剂的浓度的升高而增大,在同浓度条件下,缓蚀效率顺序为:[HMIM]Br[BMIM]Br。动电位极化曲线测量表明此两种1,3-二烷基咪唑溴盐的加入对碳钢的阴阳极腐蚀过程都具有抑制作用,[BMIM]Br和[HMIM]Br属于混合型缓蚀剂。同时计算了相关热力学参数如吸附平衡常数(Kads)以及标准吸附自由能(ΔGads)来阐述缓蚀剂的缓蚀机制,热力学计算说明[BMIM]Br和[HMIM]Br在碳钢表面发生了自发的物理吸附。     

［EMIM］Br-AlCl3离子液体的合成

采用N-甲基咪唑、溴乙烷、AlCl₃常规回流法以及微波法合成离子液体,研究［EMIM］Br中间体的产率;采用量子化学方法计算离子液体结构,明确合成反应的机理;通过紫外光谱和红外光谱表征［EMIM］Br-AlCl₃离子液体的结构;测试离子液体的密度、电导率等性质。结果表明：常规回流法以N-甲基咪唑和溴乙烷为原料,在70℃温度下反应5 h,反应产率为87.9%;微波法反应时间1000 s,产率为94.2%;40℃下密度为1.46 g·cm^-3,电导率为21 S·m^-1;用DFT B3LYP 量子化学计算方法研究离子液体的构型,离子液体的合成反应遵循SN2反应机理;紫外光谱和红外光谱表征了［EMIM］Br和AlCl₃/［EMIM］Br离子液体的结构。     

［BMIM］BF4中马来酸在Pt上的电化学还原和原位红外光谱

采用循环伏安法(CV)、计时电量法(CA) 和电化学原位红外反射光谱 (in situ FTIRS),从分子水平上研究了离子液体［BMIM］BF4中马来酸在Pt电极上的电化学还原过程。结果表明,［BMIM］BF4中马来酸在Pt电极上的还原是受扩散控制的准可逆过程,测得扩散系数为1.0×10^-7cm²·s^-1;in situ FTIRS研究发现,［BMIM］BF₄中马来酸在Pt电极上的还原发生在其中的一个羧基位上,即马来酸首先获得一个电子生成阴离子自由基,随后再获得一个电子生成二价阴离子。     

Synthesis of ［EMIM］Br-AlCl3 ionic liquid

采用N-甲基咪唑、溴乙烷、AlCl₃常规回流法以及微波法合成离子液体,研究［EMIM］Br中间体的产率;采用量子化学方法计算离子液体结构,明确合成反应的机理;通过紫外光谱和红外光谱表征［EMIM］Br-AlCl₃离子液体的结构;测试离子液体的密度、电导率等性质。结果表明：常规回流法以N-甲基咪唑和溴乙烷为原料,在70℃温度下反应5 h,反应产率为87.9%;微波法反应时间1000 s,产率为94.2%;40℃下密度为1.46 g·cm^-3,电导率为21 S·m^-1;用DFT B3LYP 量子化学计算方法研究离子液体的构型,离子液体的合成反应遵循SN2反应机理;紫外光谱和红外光谱表征了［EMIM］Br和AlCl₃/［EMIM］Br离子液体的结构。     

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。     

无定形PET中小分子扩散系数的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了相对分子质量在32～339范围内小分子在无定形PET中的扩散过程。基于Einstein关系式计算了扩散系数,讨论了模拟时间、密度对扩散系数的影响。结果表明：在较高的温度下,较短的模拟时间内就能观察到均方位移曲线的线性区;而在较低的温度下,需更长的模拟时间。扩散系数随密度增加而降低,聚合物密度越大,所需的模拟时间越长。通过比较扩散系数的计算值与实验值,发现两者的比值在一个数量级范围内,表明建立的聚合物模型可接受且能正确描述小分子在无定形PET中的扩散过程, 为获得迁移模型中关键参数——扩散系数提供了一种近似的计算方法。     

[BMIM]HSO_4离子液体腐蚀性的实验与分子模拟

基于失重法和分子模拟方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_4)的腐蚀性和离子液体分子与金属表面的相互作用。实验结果表明[BMIM]HSO_4对304不锈钢具有腐蚀性,且在水溶液中腐蚀性显著增强。基于量子化学方法计算了[BMIM]HSO_4分子的HOMO和LUMO分布、Fukui指数及分子内部特征参数,计算结果表明[BMIM]HSO_4在Fe金属表面吸附的位置主要集中在阴离子硫酸氢根和阳离子咪唑环上,可分别形成配位键和反馈键,在水溶液中[BMIM]HSO_4分子与金属表面的相互作用变弱。分子动力学模拟揭示了在不同的环境中[BMIM]HSO_4分子在Fe金属表面的吸附过程和吸附能。量子化学计算和分子动力学模拟结果一致,从理论上解释了在水溶液中[BMIM]HSO_4腐蚀性增强的原因。     

氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液的CO2吸收性能

为改善N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液对CO₂气体的吸收性能,选择了四甲基铵甘氨酸(［N₁₁₁₁］［Gly］)、四乙基铵甘氨酸(［N₂₂₂₂］［Gly］)、四甲基铵赖氨酸(［N₁₁₁₁］［Lys］)、四乙基铵赖氨酸(［N₂₂₂₂］［Lys］)4种功能性离子液体作为活化剂与其复配组成新型CO₂吸收剂。用恒定容积法考察了总质量分数为30%的混合溶液吸收CO₂的性能,分析了离子液体在水溶液中与MDEA通过质子传递相互促进吸收CO₂的机理。实验结果显示离子液体能够显著提高MDEA水溶液吸收CO₂的速率,且吸收速率随着添加量的增加而提高。在本文所用的几种混合吸收剂中,阴离子为赖氨酸的离子液体混合吸收剂具有较高的吸收负荷;而［N₁₁₁₁］［Gly］-MDEA混合溶液对CO₂的初期吸收速率最快,同时［N_1111^］［Gly］-MDEA混合吸收剂的再生效率高于其他离子液体混合吸收剂,达到98%。     

［N2，2，2，2］BF4的合成及其对双水相 体系成相行为的影响

为研究添加［N2,2,2,2］BF4对PEG-NaH2PO4·2H2O双水相系统成相行为的影响,首先,采用正交优化法合成了［N2,2,2,2］BF4并对其进行1H NMR表征和纯度验证;其次,25 ℃条件下通过浊点法分别绘制PEG-NaH2PO4·2H2O和PEG-NaH2PO4·2H2O-4%［N2,2,2,2］BF4双水相体系的相图;最后,研究添加4%（质量分数）的［N2,2,2,2］BF4对PEG-NaH2PO4·2H2O双水相系统成相行为的影响。结果表明,通过单因素实验和L9（34）正交优化实验得出合成反应的优化条件为：n（［N2,2,2,2］Br）∶n（NaBF4）为1.0∶1.1、乙腈用量为100 mL、反应时间为8 h、温度为80 ℃,［N2,2,2,2］BF4的产率达90.7%;通过Merchuk方程对两种体系的相图数据进行关联,拟合度都在0.997以上。随着PEG相对分子质量的增加,添加4%的［N2,2,2,2］BF4能替代部分PEG,使得双水相区域的面积逐渐增加,增大了成相剂的选择范围,有利于双水相体系的选择,为后续双水相分离生物分子奠定基础。     

功能化离子液体催化邻苯二甲酸二辛酯的合成及其工艺

利用功能化酸性离子液体催化合成邻苯二甲酸二辛酯(DOP), 结果表明,其催化效果比非功能化的中性离子液体好,催化剂循环使用率高,其中,功能化酸性离子液体［HSO₃-PMIM］［HSO₄］的催化活性最好,并确定了用其催化合成DOP的优化工艺条件:酐醇物质的量比1∶3,反应温度140 ℃,反应时间2.5 h, 离子液体最佳用量为反应体系总质量的15%,环己烷作带水剂,此条件下,酯化率可达98.6%以上 。     

离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸甲乙酯

考察了碱性离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换反应合成碳酸甲乙酯的过程, 筛选出催化性能较好的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（［Bmim］Br）作为催化剂, 并对酯交换反应条件进行优化。结果表明,［Bmim］Br对反应表现出优异的催化性能,在常压、反应温度90 ℃、反应时间12 h、n(碳酸二甲酯)∶n(乙醇)=1∶1和［Bmim］Br用量为碳酸二甲酯质量的2%条件下,碳酸二甲酯转化率为71.1%,碳酸甲乙酯选择性为81.8%。经回收和循环利用 3次,催化剂仍保持较好的催化活性。     

固定化Bronsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］）、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［p-CH₃C₆H₄SO₃］）和硫酸三乙胺（［Et₃NH］［HSO₄］）3种Bronsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用¹H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明：采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量（质量分数）分别为15.5 %、20.5 %和40.5 %,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次（浸渍法A）和8次（浸渍法B）后离子液体负载量分别下降到3.0 %和7.0 %,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,流失很少,正己酸乙酯产率依然高达92.7%。将溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体进一步应用于其他脂肪酸与乙醇的酯化反应,乙酯产率均在90.0%左右,表明采用溶胶-凝胶法是制备固定化离子液体催化剂的有效方法。     

离子液体微波辅助提取柠檬皮中果胶工艺的研究

本论文论述了以离子液体溴化1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]Br）水溶液作为提取剂,采用微波辅助技术从柠檬皮中提取果胶工艺研究.利用红外光谱和质谱对合成的[BMIM] Br进行了表征.系统研究了各个因素对果胶提取效果的影响,得到适宜的工艺条件为：[BMIM] Br浓度1.2 mol/L,液固比20 mL/g,萃取温度80℃,微波功率400W,萃取时间7 min.利用红外光谱对所得果胶进行了结构表征.     

氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液对CO2的降膜吸收

氨基酸离子液体对CO₂吸收速度快,而N-甲基二乙醇胺（MDEA）有较高的CO₂吸收负荷,因此选用四甲基铵甘氨酸（［N₁₁₁₁］［Gly］）与MDEA水溶液复配成混合吸收剂用于CO₂的降膜吸收。用恒定容积法研究了混合吸收剂吸收CO₂的性能,实验结果显示,提高CO₂分压和增大［N₁₁₁₁］［Gly］浓度均能提高混合吸收剂对相似文献