离子液体[Bmim-]PF6的微波合成、表征及以[Bmim]PF6为介质的TiO2光催化剂的制备研究

采用微波两步法合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷([Bmim]PF6)离子液体,优化了离子液体的合成条件,探讨了微波辅助合成离子液体的影响因素,采用多种方法表征了离子液体的结构,并使用该离子液体制备了TiO2光催化剂.制备的TiO2具有良好的光催化活性,16h内对苯酚的降解率达到99.23%.     

系列功能化离子液体的合成表征及其性质研究

通过两步法合成了含不同阴离子的系列含酯基官能团的咪唑类离子液体,用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,证明了该合成方法的可靠性;对功能化离子液体的基本物化性质及热稳定性等进行了全面研究,并选择了含有相同烷基的未功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐进行对比,发现酯基官能团的引入,使烷基咪唑类离子液体展现出不同的物化特性。所合成的含酯基功能化离子液体为进一步开展离子液体的各方面研究提供了全新的材料并打下了一定基础。     

疏水性离子液体基银纳米流体的制备及稳定性研究

在离子液体/水双液相体系中,以双硫腙为萃取剂,将银离子从水相萃取到离子液体相中,在超声辅助条件下将离子液体相中的银离子还原,制备了银/1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸(Ag/[BMIm]PF6)纳米流体。制得的纳米流体用纳米粒度仪、透射电子显微镜和紫外-可见分光光度计进行了表征,结果表明,银纳米粒子的平均粒度在11nm左右,在离子液体中分布均匀。双硫腙不仅有效地阻止了纳米粒子间的团聚及氧化,而且增强了纳米粒子在离子液体中的可溶性,使得纳米银粒子在离子液体中有良好的分散性和稳定性。     

[C_4mim][BF_4]粘度的模拟与实验

为了研究离子液体的粘度特性,以1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C4mim][BF4])离子液体为研究对象进行模拟计算与实验测试.基于分子动力学原理,编译了离子液体粘度的模拟计算程序,对[C4mim][BF4]离子液体完成了粘度模拟计算.搭建了粘度测试系统,进行离子液体的粘度测试.通过实验数据与模拟数据的对比,验证了模拟结果的准确性.另外,根据模拟粘度值的拟合曲线,分析了离子液体粘度的变化规律.同时,通过与水粘度的比对研究,阐述了[C4mim][BF4]离子液体的粘度特点.     

功能化离子液体在锂离子电池中的应用及研究进展

离子液体具有结构可设计性、低蒸汽压及不燃性等优点,作为一种绿色电解质溶剂被电池领域关注。离子液体的加入改善了锂离子电池的热稳定性和电化学性能。离子液体作为电解质可分为单一离子液体电解质、离子液体-有机溶剂电解质、离子液体基凝胶电解质以及功能化离子液体电解质等,引入特殊基团的功能化离子液体有望成为有机溶剂的替代者。今后主要的研究方向是进一步提高功能离子液体的结构稳定性及解决其与石墨电极的匹配性问题等。     

强吸水性离子液体-水工质对吸收式制冷循环性能分析

离子液体的出现,为吸收式制冷循环工质的改进开辟了新途径。以离子液体-水为工质对的吸收式制冷循环性能与离子液体的吸湿性能密切相关,因此筛选两种对水有极强吸收性能的离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIm]Ac）、1-己基-3-甲基咪唑氯盐（[HMIm]Cl）,对其水溶液吸收式制冷循环进行研究。首先对离子液体水溶液热力学特性（蒸汽压、比热、比焓等）进行了研究,然后分析吸收式制冷循环的性能系数。研究结果表明这两种离子液体-水工质对单效吸收循环可工作于较高温度条件下,其性能系数大大优于现今国内外学者所研究的离子液体,其中[EMIm]Ac水溶液优于[HMIm]Cl水溶液。与传统工质溴化锂-水比较,[EMIm]Ac-水工质对在发生温度为100℃时具有相当的循环性能系数,且在较高温度条件下优于传统溴化锂-水的性能系数。然而该离子液体水溶液优势只在较高发生温度时才能体现,要实现技术上的进一步突破,应着重筛选低温区蒸汽压特性优良的水溶性离子液体。     

基于系列离子液体的折射率研究

离子液体作为新颖的"软"功能材料已成为目前研究的新热点。折射率的研究对了解离子液体这种新型光学材料的结构性质具有重要意义。对选取的系列离子液体{[Cnmim]BF4(n=6,8,10,12),[Cnmim]PF6(n=8,10,12),[Cnmim]I(n=7,8,10),[Cnmim]Cl(n=10,12,14),[CnPy]BF4(n=9,11,13)等}在空气中的折射率进行了测试和理论分析,结果表明,(1)若阴离子为BF4-和PF6-,离子液体的折射率随阳离子侧链的增长而线性增加;若阴离子为Cl-和I-,离子液体的折射率随离子液体阳离子侧链的增长而线性减小,相关系数R分别是0.98854、0.98004、0.99942、-0.97888、-0.9793;(2)当阳离子一定时,阴离子体积越大,折射率越小,单元素阴离子比多元素阴离子的离子液体折射率要大;(3)离子液体的折射率随温度升高而减小,卤盐离子液体与四氟硼酸盐和六氟磷酸盐离子液体相比对温度变化更敏感。     

功能化离子液体的合成及其溶解稻草体系对酚醛树脂的改性

合成了氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体[He MIM]Cl、溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[Ae MIM]Br和氯化1-羧乙基-3-甲基咪唑离子液体[Ce MIM]Cl三种功能化咪唑离子液体,并分别进行了红外与氢核磁结构表征。用这三种离子液体溶解稻草,并将溶解体系原位与苯酚和甲醛共混制备出酚醛复合材料,研究了离子液体种类对稻草溶解率和酚醛树脂性能的影响。结果表明,用离子液体及其溶解稻草产物制备的酚醛复合材料性能得到明显的改善。[Ce MIM]Cl溶解的效果最好,用其溶解稻草产物制备的酚醛复合材料游离醛含量最低。用[Ae MIM]Br溶解稻草产物制备的酚醛复合材料力学性能最好,拉伸强度从3.28 MPa提高到9.48 MPa,冲击强度由0.93 k J/m2提高到5.88 k J/m2。     

咪唑类离子液体电化学窗口影响因素的研究进展

咪唑类离子液体具有较宽的、稳定的电化学窗口,引起科技工作者的研究兴趣。对咪唑类离子液体的电化学窗口进行了总结和分析。考察了咪唑类离子液体阴、阳离子结构和正离子还原极限与负离子氧化极限及电极材料分别对电化学窗口的影响,并从离子液体的结构-性质方面,分析了其相关基本规律。     

[BMIM]ClO4离子液体的热力学性质

在273.15～353.15K范围内测定了[BMIM]ClO4离子液体的密度和表面张力。根据Glasser理论讨论了该离子液体的热力学性质,估算出其晶格能和标准熵。根据离子液体的空隙模型计算了离子液体的恒压热膨胀系数α=6.27×10-4 K-1,与实验值α=5.46×10-4 K-1基本一致。     

新型电解质材料[BMIM]ClO3离子液体的合成及其物化性能

以N-甲基咪唑为原料合成了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯酸盐([BMIM]ClO3),用IR、NMR、DSC-TGA等手段对产物进行了表征,测定了相关物化性能,如密度、表面张力、黏度、电导率和电化学窗口等,并考察了该离子液体的溶剂性能。结果表明,该离子液体作为新型的电解质材料,具有低黏度、高电导率,密度、表面张力、黏度均随温度升高而减小,电导率随温度升高而增大,与温度符合Arrhenius方程。该离子液体与多数常规溶剂互溶,并对某些金属氧化物具有较高的溶解度,为离子液体在选矿、电解金属氧化物等方面的应用奠定了基础。     

溴化1-乙基-3-甲基咪唑氯化锌离子液体的合成、表征及催化性能

采用溴代乙烷与N-甲基咪唑为原料合成了中间体溴化1-乙基-3甲基咪唑,并与氯化锌反应制备了1-乙基-3-甲基溴化咪唑氯化锌盐。分别经1 HNMR、FT-IR、TG、DSC对离子液体进行了结构表征及热分析。将该离子液体用于尿素醇解合成碳酸二乙酯反应体系,考查了[EMIM][Br][Zn2Cl4]离子液体的催化性能,碳酸二乙酯的收率超过25%。     

对苯酚和己内酰胺制备的新型离子液体的研究

对弱酸苯酚与弱碱己内酰胺以不同配比制备的离子液体进行了研究,考察了其物理化学性质(熔点、密度、电导率、溶解性等).结果表明,合成的离子液体的熔点随二者物质的量比的不同而变化,当物质的量比为3.5 : 1时熔点最低,为-22℃.离子液体的密度比水的密度大,且随温度的升高,密度增大.离子液体的电导率为10-4S/m数量级,且随温度的升高,电导率增大,电导率与温度符合Arrhenius方程.溶解性试验表明,离子液体具有较强的溶解能力,能与水、醇类、酯类等一般溶剂互溶.IR测试结果显示,所合成的离子液体具有苯酚和己内酰胺的特征峰.     

聚胍盐离子液体的合成及其在阴离子交换膜中的应用

以溴丙烯、N,N,N′,N′-四甲基胍(TMG)为原料,合成N,N,N′,N′-四甲基-N″-丙烯基胍离子液体(IL),以偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,将丙烯基胍离子液体聚合成聚胍盐离子液体(PIL).通过核磁共振氢谱(1 H NMR)对离子液体及聚离子液体进行分析,并将二者引入聚砜为基质的阴离子交换膜中,采用流延法制备了聚砜/离子液体复合膜(PSf-IL)和聚砜/聚离子液体复合膜(PSf-PIL).借助红外(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和机械性能测试等对两种复合膜的结构及理化性能进行测试.结果表明,当离子液体与聚离子液体添加量相同时,聚砜/聚离子液体复合膜的各项性能均好于聚砜/离子液体复合膜.当质量比PSf∶PIL=1∶0.2时,PSf-PIL复合膜离子交换量为0.68meq/g;80℃时电导率为7.8×10-2 S/cm;经过80℃、400h、KOH(6mol/L)的耐碱性测试后,虽然胍盐离子液体部分降解,但K+会进入膜微结构中,使得电导率不降反升,为初始值的1.17倍,膜质量损失小于3%,IEC由原来的0.68meq/g上升到0.79meq/g.     

微波辐射下离子液体［RMIm］PF6（R=P, B, C6）的合成及其电导率研究

在微波辐射下,1-甲基咪唑分别与有机卤盐（1-溴丙烷、1-溴丁烷、1-溴己烷）在80℃回流加热10min,可制得咪唑类离子液体的中间体溴代1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIm]Br）、溴代1-丙基-3-甲基咪唑（[PMIm]Br）、溴代1-己基-3-甲基咪唑（[C6MIm]Br）,进一步与HPF6在室温搅拌反应4h,制得憎水性的咪唑类离子液体[BMIm]PF6,[PMIm]PF6和[C6MIm]PF6。对这3种离子液体及其在不同有机溶剂如丙酮、甲醇、乙酸乙酯中的电导率进行测定,发现离子液体的电导率受咪唑上取代基种类、溶剂种类、浓度和温度的影响,取代基的链越长,体积越大,离子液体的电导率越小。并且随温度升高和浓度的增大,离子液体的电导率也增大。     

多核磺酸基功能化离子液体催化合成叔丁基甘油醚

制备了两种多核磺酸功能化离子液体,并对其催化甘油和叔丁醇醚化反应的催化性能进行了研究。结果表明:多核磺酸功能化离子液体较市售单核磺酸离子液体具有更好的催化性能,其中1,3,5,7-四丁基磺酸-六次甲基四铵硫酸氢盐离子液体(MIL1)的催化性能最佳。在最佳实验条件下,甘油转化率超过86%,MTBG、DTBG和TTBG的选择性分别超过51%、44%和4%。     

离子液体改性沸石吸附水溶液中Cr(VI)的研究

利用离子液体十六烷基-3-甲基咪唑氯化物对天然沸石进行表面改性,并将改性沸石用于水中Cr(VI)的吸附,研究离子液体浓度、反应时间、p H等条件对Cr(VI)吸附性能的影响,采用X射线衍射和红外光谱对离子液体改性沸石进行表征。结果表明,咪唑离子浓度不大于0.3 mol/L的低浓度离子液体改性的沸石对Cr(VI)的吸附作用不明显,咪唑离子浓度大于0.9 mol/L的离子液体改性的沸石对Cr(VI)具有好的吸附效果;酸性条件有利于改性沸石对Cr(VI)的吸附;咪唑离子浓度为0.6、0.9 mol/L的离子液体改性的沸石吸附Cr(VI)平衡的时间分别为240、8 min。     

聚乙烯基吡咯烷酮稳定的离子液体基金纳米流体的制备及稳定性研究

在离子液体/水双液相体系中,以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为萃取剂,将[AuCl4]-从水相萃取到离子液体相中。在超声辅助条件下用四氢硼钠将离子液体相中的金离子还原,制备了金/1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸(Au/[BMIm]PF6)纳米流体。制得的金纳米流体用纳米粒度仪和透射电子显微镜进行表征,结果表明,金纳米粒子的平均粒度在11.7nm左右,在离子液体中分布均匀;红外光谱分析结果表明,PVP与金纳米粒子之间存在化学键合作用,对纳米金具有表面修饰的作用,PVP不仅增强了金纳米粒子在离子液体中的溶解性,而且提高了纳米金的抗氧化能力并有效阻止了金纳米粒子间的团聚,使得金纳米粒子在离子液体中有良好的分散性和稳定性。     

烷基咪唑离子液体插层高岭石的制备与表征

为研究离子液体插层高岭石复合材料的性能,利用三步插层法合成离子液体1-乙基-3-甲基咪唑溴盐/高岭石(K-[Emim]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐/高岭石(K-[Bmim]Br),采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差热分析法(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)及紫外吸收光谱(UV)等技术对产物进行表征.结果表明:离子液体分子已经进入到高岭石层间,将片层撑开,增大了层间距,说明其插层成功;离子液体与高岭石内表面羟基形成氢键;离子液体插层后,高岭石的脱羟基温度由492℃分别上升到501和494℃,热稳定性能得到提升;插层复合物的形貌较原始高岭石有了明显改变;复合物在紫外区域具有良好的紫外吸收性能.     

离子液体[BMIM][BF_4]中CdS纳米棒的合成与表征

以室温离子液体1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐为介质制备了CdS纳米棒,采用X射线衍射和透射电镜对样品进行了结构表征。结果表明所制备CdS纳米棒具有六方相结构,直径为30nm左右,长度为300nm左右。离子液体和长链烷胺的双重作用促使了CdS一维棒状结构的形成。离子液体同时起到了修饰剂和导向剂的作用。