纳米TiO2增强阴离子导电膜中碱性离子液体的稳定性研究

首先，以N-甲基吡咯烷为原料，通过两步法合成碱性甲基吡咯烷离子液体（[DMPy]OH）。然后，通过物理掺杂方式在聚乙烯醇（PVA）膜基质中引入[DMPy]OH碱性离子液体和纳米二氧化钛（TiO2），最后引入戊二醛（GA）交联PVA，制得PVA-[DMPy][OH]-TiO2复合膜。利用纳米二氧化钛（Nano-TiO2）表面分布的未配位饱和的Ti4+、O2-与[DMPy]OH中阴阳离子间的自组装效应，以及戊二醛（GA）交联PVA形成半互穿结构来降低膜内碱性离子液体的流失率，增加膜内“阳离子活性点位”数量，加快OH-的迁移速率，提高电导率。借助X射线衍射(XRD)和Mapping测试证实了Nano-TiO2和[DMPy]OH间自组装作用的存在，同时对复合膜的机械性能、热稳定性能、电导率、耐碱性等指标进行测试。结果表明，该系列复合膜，形貌平整、均一；当离子液体添加量为25wt%，Nano-TiO2添加量为1wt%时，80℃下PVA-[DMPy][OH]-TiO2复合膜的电导率为2.78×10-3 S.cm-1，室温下浸渍于水中12h后，离子液体流失率为23.2%；与未添加Nano-TiO2的PVA-[DMPy][OH]膜相比，电导率提高了19.4%，离子液体流失率降幅约为34.3%；室温下，3M KOH中耐碱性测试120h后，电导率和初始值相比并无明显变化，表现出优异的耐碱稳定性。热稳定性测试结果表明，该膜分解温度高于200℃，具有良好的热稳定性。     

离子液体中纳米TiO_2光催化剂的最新研究进展

就离子液体介质中纳米TiO2光催化剂的制备及微波助离子液体中纳米TiO2光催化剂的制备进行了综合评述,并对微波辅助室温离子液体法的应用前景进行了展望。     

双核碱性离子液体的合成及其在阴离子交换膜中的应用

以溴代十二烷、吗啉和1,4-二溴丁烷为原料,通过两步法合成新型氢氧型N-十二烷基双核吗啉离子液体([Nbmd]OH),分别用红外光谱(FTIR)、氢核磁分析(¹H NMR)对合成的离子液体进行结构分析;采用热重(TGA)测试离子液体的热稳定性,同时测定了离子液体的溶解性和碱性.此外,以季铵化壳聚糖(QCS)为制膜原料,碱性离子液体[Nbmd]OH为掺杂物,通过溶液浇铸法制备了一系列掺杂碱性离子液体([Nbmd]OH)的交联复合膜(QCS/[Nbmd]OH).并采用FTIR、TGA、SEM对复合膜的结构、热稳定性和微观形貌进行分析,同时考察离子液体加入量对QCS/[Nbmd]OH复合膜的含水率、机械强度及导电性能等指标的影响.结果表明:随着离子液体含量的增加,QCS/[Nbmd]OH复合膜的含水率、溶胀度、电导率增加,力学性能下降.当离子液体掺杂质量分数为30%时,复合膜在70℃下的电导率为1.17×10^-2S/cm,拉伸强度为11.8 MPa,含水率和溶胀度分别为320%和236%.     

室温离子液体辅助制备纳米TiO_2研究进展

评述了离子液体[Bmim][BF4]、[Bmim][PF6]、[C2OHmim]Cl、[C2OHmim][BF4]、[Emim][Tf2N]、[Emim][AcO]、[Acmim]Br等在制备纳米TiO2中的应用。在采用溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法和电化学法制备纳米TiO2时,离子液体可作为溶剂和稳定剂。与其它溶剂相比,在离子液体中制备的纳米TiO2具有更细的粒度以及更好的分散性。指出了离子液体用于制备纳米TiO2存在的问题和今后研究的方向。     

吗啉离子液体中纳米TiO2的制备及其光催化性能

以自制N-甲基-N-硝基苯基吗啉盐酸盐离子液体为介质,以TiOCl2溶液为前驱体,利用低温水解法制备了金红石型纳米TiO2粉体. 结果表明,所制TiO2粒径为4.7 nm,将其用于光催化降解甲基橙,5 h内甲基橙降解率可达99.18%,说明其具有优良的光催化性能.     

离子液体的电导性质研究进展

离子液体(ILs)具有优异的导电能力,其电导性质不仅是电化学应用的基础,而且广泛用于研究ILs溶液热力学性质与微观结构。本文首先总结了近年来实验测定法在研究纯ILs、ILs+溶剂和ILs+ILs体系电导率(κ)或摩尔电导率(Λ)等方面取得的进展,详细讨论了ILs结构、ILs浓度、温度等因素对体系κ或Λ的影响,并结合溶液热力学模型分析了ILs κ或Λ的变化规律。在此基础上,重点介绍了电导性质在研究纯ILs的离子率以及ILs+溶剂体系微观结构和相互作用方面的应用及进展。最后,对ILs电导性质研究与应用提出了几点建议。     

离子液体辅助Fe掺杂TiO2的制备及可见光活性

以钛酸四丁酯为钛源,FeC2O4·2H2O为铁源,离子液体([C4MIM] BF4)为模板剂采用溶胶凝胶法制备了具有大比表面积及可见光活性的Fe掺杂介孔TiO2光催化材料.采用X射线衍射仪、氮气吸附-脱附仪、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱对样品进行表征.结果表明所制备样品IL-Fe/TiO2中TiO2主要以锐钛矿相存在,Fe掺杂量对TiO2晶相影响不大,样品IL-0.1％ Fe/TiO2具有介孔结构和较大的比表面积,颗粒尺寸在30 nm左右.紫外可见光谱分析表明铁掺杂后TiO2的吸收带红移,带隙能降低.以亚甲基蓝为模拟污染物,在可见光(λ＞420 nm)下测定样品光催化活性,结果表明IL-0.1％ Fe/TiO2的可见光催化活性最高.     

N-甲基-N-乙酸基吗啉离子液体中纳米二氧化钛的制备及其性能研究

采用微波辅助法,以N-甲基吗啉、氯乙酸为原料,合成了N-甲基-N-乙酸基吗啉离子液体。结果表明,该离子液体常温下密度为1.219 2 g/cm3,能够与多数常见溶剂相溶;电导率随温度的升高而增大,活化能为28.6 kJ/mol;离子液体的粘度在5℃下为460 mPa·s,并随温度升高而减小。将其用于纳米TiO2的制备,XRD表明,制备的纳米TiO2为锐钛型,粒径尺寸为4 nm。纳米TiO2光催化降解甲基橙研究结果表明,当TiO2的浓度为3.0 g/L时,其降解率在5 h内达到97.55%。     

含氟阴离子的室温离子液体物性研究

论述了含氟阴离子的非AlCl3型离子液体熔点、密度、粘度、溶解性、电化学窗口.     

离子液体的应用

离子液体是室温下呈液态的离子化合物,是一类新型的"软"功能材料或介质,具有优良的可设计性,它作为一种绿色溶剂,具有很多独特的物理化学性能。介绍了离子液体在纤维素科学、有机反应、分离过程、电化学中的应用。     

Modification of Nafion Membranes by Impregnation with Ionic Liquids

Nafion 117 membranes were impregnated with various imidazolium (1‐hexyl‐3‐methyl‐imidazolium/HMI, 1‐butyl‐3‐methyl‐imidazolium/BMI) and pyrrolidinium (1‐butyl‐1‐methyl‐pyrrolidinium/BMPyr) based ionic liquids bearing hydrophobic (tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate/FAP, bis(trifluoromethylsulfonyl)imide/BTSI, hexafluorophosphate/PF₆) and more hydrophilic (tetrafluoroborate/BF₄) anions. The modified membranes were characterized in terms of uptake behavior, washing out of the ionic liquids by water, swelling in humidified environment, thermal stability, mechanical properties, ion exchange capacity and ion conductivity. Upon this treatment, the ionic liquids' cations partially replace the protons of the sulfonic acid groups in Nafion. While the ionic liquids act as potent plasticizers in the polymer matrix, thermal stability of these systems remains unchanged and swelling by water of the dried ionomer membranes is reduced. Ion conductivities at 120 °C under dry conditions have been found to be up to 100 times higher than for dry Nafion 117. In particular, modification of Nafion by ionic liquids bearing the bulky hydrophobic FAP anion seems promising.     

用离子液体聚合物制备和稳定金纳米粒子

以1-甲基咪唑和4-乙烯基苄氯制备了聚〔1-甲基-3-(4-乙烯基苯甲基)咪唑氯〕(PMVBIC),并用1HNMR和FTIR进行了结构表征。然后在PMVBIC的水溶液中,用NaBH4还原HAuCl4制备金纳米粒子,通过UV-Vis光谱和TEM分析发现,PMVBIC能有效稳定金纳米粒子,而且PMVBIC和NaBH4的浓度会明显影响金纳米粒子的粒径、形状和分散性,当m(PMVBIC)∶m(HAuCl4)=34.5∶1,n(NaBH4)∶n(HAuCl4)=2∶1时,可以制得粒径约7nm、均匀分散的球形金纳米粒子,室温存放150 d无明显变化。     

离子液体改性白炭黑补强丁苯橡胶性能的研究

研究离子液体(IL)AMI和BMI改性白炭黑补强丁苯橡胶(SBR)的性能,并与未改性白炭黑补强SBR进行对比。结果表明:IL可以改善白炭黑的分散性,抑制白炭黑填料网络的形成,增强白炭黑与SBR的相互作用,促进硫化反应,大大缩短t10和t90,提高硫化胶的交联密度和物理性能;与AMI相比,BMI的改性效果更好。     

咪唑类碱性离子液体的合成与应用进展

简单介绍了以N-甲基咪唑为主要原料合成咪唑类碱性离子液体的过程,综述了咪唑类碱性离子液体的应用进展。主要包括:纤维素在碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐中的溶解性能,咪唑类碱性离子液体催化Claisen-Schmidt缩合反应、Michael加成反应等,以及咪唑类碱性离子液体的热稳定性和重复使用能力。期盼合成更多具有碱性功能的离子液体以及扩展碱性离子液体的应用范围。     

离子液体吸收CO_2的研究进展

CO2的捕集、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。工业上,通常使用传统的有机胺水溶液或热钾碱溶液等脱除CO2。有机胺具有蒸气压,易产生挥发性有机物(VOCs)对环境造成污染;热钾碱溶液等脱除CO2需要较高操作温度因而能耗较高,生产过程经济性有待改善。离子液体具有几乎无蒸气压、热稳定性、结构可设计性等独特优点,在CO2分离领域的巨大应用潜力已成共识。本文结合课题组近期的研究工作,就国内外离子液体吸收CO2的主要研究成果进行综述。     

Recent Developments and Applications of Ionic Liquids in Gas Separation Membranes

Flue gas emissions and the harmful effects of these gases urge to separate and capture these unwanted gases. Ionic liquids due to negligible vapor pressure, thermal stability, and wide electrochemical stability have expanded its application in gas separations. A comprehensive overview of the recent developments and applications of ionic liquid membranes (ILMs) for gas separation is given. The three general classifications of ILMs, such as supported ionic liquid membranes (SILMs), ionic liquid polymeric membranes (ILPMs), and ionic liquid mixed‐matrix membranes (ILMMMs) along with their applications, for the separation of various mixed gases systems is discussed in detail. Furthermore, issues, challenges, computational study, and future perspectives for ILMs are also considered.     

离子液体分离CO2的研究进展

文章主要综述了功能化离子液体、支撑离子液体膜和离子液体复配溶液在CO2分离方面的应用研究进展,并在此基础上提出了离子液体用于CO2捕获需要解决的问题和应用前景。     

Separation of Lactic Acid through Polymer Inclusion Membranes Containing Ionic Liquids

Optically pure lactic acid that can be prepared by fermentation is one of the important raw materials for biodegradable polymer. Since an economical technique is desired that separates lactic acid from the fermentation broth, we proposed lactate permeation through a poly(vinyl chloride)(PVC)-based membrane containing ionic liquids as a carrier. Lactate was successfully permeated through polymer inclusion membranes (PIMs) containing Aliquat 336, Cyphos IL -101, and -102 as ionic liquids. From the viewpoints of permeation rates and the pH drop of the feed phase, Aliquat 336 was the best ionic liquid. Based on the experimental results, we calculated the overall mass transfer coefficients and evaluated the contribution of membrane resistance to the overall permeation resistance. Furthermore, permeation behavior was explained by the solution-diffusion model. The superior stability of PIMs over the supported ionic liquid membranes was observed for membranes containing Aliquat 336 as a carrier. The PVC-based membrane process containing Aliquat 336 was found to be promising for lactate separation on an industrial scale.     

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%。