离子液体[HMIM]Br和[HMIM]BF4对SiO2气凝胶制备的影响

利用离子液体[HMIM]Br、[HMIM]BF4作催化剂,TEOS作前驱体在常压下制备出了高孔隙率块状SiO2气凝胶,并研究了离子液体对气凝胶制备的影响.离子液体[HMIM]BF4比[HMIM]Br拥有更好的催化性能,可以大大缩短凝胶时间,且两种离子液体制备凝胶过程中,凝胶时间都随n(IL)/n(Si)的增加而逐渐延长.在n(IL)/n(Si)=1.5时,制得密度最小、孔隙率最大的气凝胶;n(IL)/n(Si)>1.5时,随离子液体的摩尔比率的增加,气凝胶的密度增大,孔隙率、成块性和透明性逐渐降低.     

离子液体中TiO_2-SiO_2复合气凝胶的制备

采用溶胶-凝胶法,正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBT)为硅源和钛源,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)为模板剂,常压干燥制备了块状TiO2-SiO2复合气凝胶。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR及N2吸附-脱附法对复合气凝胶的结构进行了表征,并对其光催化性能进行相关研究。制备的n(Ti)∶n(Si)∶n(ILs)=2∶1∶0.5的TiO2-SiO2复合气凝胶具有多孔结构,其孔径为3.216nm,孔体积为0.418cm3/g,比表面积为519.4m2/g,且对罗丹明B的光降解性能明显高于P25。     

利用离子液体[Bmim]Br制备富含锐钛矿微晶的SiO2-TiO2复合气凝胶

以离子液体为助溶剂和模板剂,在常压干燥和未经煅烧条件下成功制备了具有较大比表面积(385.2m2/g)和介孔网络结构的SiO2-TiO2复合气凝胶,并且在未经煅烧的条件下制得的气凝胶具有良好锐钛矿型微晶结构,同时研究了离子液体助溶剂的用量对晶型及晶粒尺寸的影响。结果表明,当n(IL)/n(SiO2+TiO2)=1,SiO2-TiO2复合气凝胶的锐钛矿相晶粒最大为6.2nm。     

负载离子液体的多孔催化材料的制备

合成一系列溴化咪唑类离子液体,用溶胶-凝胶法负载在硅胶上,制备出几种硅胶负载离子液体催化剂[Cnmim]Br/silica gel。考察了负载过程中,离子液体种类、盐酸用量和[Cnmim]Br与Teos物质的量的比对负载量的影响。把不同方法制得的[Cnmim]Br/silica gel用丙酮在提取器中抽提,考察它们的负载牢度。IR光谱表征结果表明,离子液体已负载于硅胶上。适宜的合成条件:选用[Emim]Br进行负载,盐酸用量15 mL,n(Teos)∶n([Emim]Br)为72∶1。用[Emim]Br/silica gel催化酯化反应,酯化率为29.4%。重复使用4次仍然有催化活性。     

负载离子液体的多孔催化材料的制备

合成一系列溴化咪唑类离子液体,用溶胶-凝胶法负载在硅胶上,制备出几种硅胶负载离子液体催化剂[Cnmim]Br/silica gel。考察了负载过程中,离子液体种类、盐酸用量和[Cnmim]Br与Teos物质的量的比对负载量的影响。把不同方法制得的[Cnmim]Br/silica gel用丙酮在提取器中抽提,考察它们的负载牢度。IR光谱表征结果表明,离子液体已负载于硅胶上。适宜的合成条件:选用[Emim]Br进行负载,盐酸用量15 mL,n(Teos)∶n([Emim]Br)为72∶1。用[Emim]Br/silica gel催化酯化反应,酯化率为29.4%。重复使用4次仍然有催化活性。     

萃取精馏分离叔丁醇-水共沸物系萃取剂的选择

叔丁醇+水混合物是化工和医药领域中广泛存在的共沸物系.为了实现二者的有效分离,选用3种咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([EMIM]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)、1-己基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)和3种醇胺类离子液体三乙醇胺甲酸盐([TEA][Fc])、三乙醇胺乙酸盐([TEA][Ac])、三乙醇胺乳酸盐([TEA][Lc]),在101.3 kPa下测定这6种离子液体对叔丁醇-水共沸物系的溶剂选择性,并考察溶剂比对共沸物系选择性的影响,同时将3种咪唑类离子液体与3种醇胺类离子液体进行比较.实验结果表明:合成的6种离子液体都可提高叔丁醇对水的相对挥发度,咪唑类离子液体的选择性大小顺序为[EMIM]Br[BMIM]Br[HMIM]Br,醇胺类离子液体的选择性大小顺序为[TEA][Lc][TEA][Fc][TEA][Ac],同时,它们的选择性随溶剂比的增加而增大.与醇胺类离子液体相比,咪唑类离子液体作为萃取剂更具有优势,因此,可以选用[EMIM]Br作为分离叔丁醇-水共沸物系的萃取剂.     

离子液体[C_6mim]Br中TiO_2气凝胶的制备

以钛酸四丁酯为前驱体,离子液体[C6mim]Br为催化剂及模板剂,在低温、常压条件下制备了TiO2气凝胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对结构进行了分析。结果表明,TiO2气凝胶为锐钛矿晶体结构,平均孔径为9.7nm,比表面积为264.3m2/g,孔体积为0.513cm3/g。以活性蓝为模拟污染物,紫外汞灯为光源,研究了TiO2气凝胶的光催化活性。结果表明,TiO2气凝胶具有优于P25的光催化活性。     

CO2在[bmim]BF4/[bmim]PF6中的电化学还原研究

对离子液体[bmim]BF4和[bmim]PF6进行了二元复配,测定了不同复配比例离子液体的电导率及红外光谱图,研究了CO2在单一离子液体和二元离子液体[bmim]BF4/[bmim]PF6中的电化学还原行为.结果表明,铜电极上,CO2在单一离子液体和二元离子液体中发生不可逆的电化学还原反应,生成物为CO.-2,通过调节[bmim]BF4/[bmim]PF6的体积比,得到了性能较好的二元离子液体,对CO2的电化学还原有显著促进作用.     

离子液体的制备及在织物抗静电整理中的应用

采用N-甲基咪唑、溴代正丁烷为原料,1,1,1-三氯乙烷为溶剂合成中间体[bmim]Br,再利用[bmim]Br和四氟硼酸钠以甲醇为溶剂合成离子液体[bmira]BF4(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐),离子液体[bmim]BF4结构均经IR、1HNMR予以表征.将[bmim]BF4应用于涤纶织物的抗静电整理.分析了[bmim]BF4的用量、轧余率、焙烘温度对涤纶织物抗静电性能的影响,并利用TiO2/SiO2水溶胶进行处理,以提高离子液体整理涤纶织物的抗静电性能的耐久性.     

四氟硼酸盐的合成研究

本文以№甲基咪唑与1-溴代已烷为原料采用传统方法合成溴化1-己基-3-甲基咪唑[HMIM]Br中间体,通过实验分析反应时间、反应温度及N-甲基咪唑与1-溴代己烷的摩尔比（原料比）对[HMIM]Br收率的影响。中间体经过离子交换,得到化合物[HMIM]BF4。产物的结构经1HNMR确认,与谱图结构一致。     

胺基咪唑功能离子液体［ NH2 e-mim ］［ BF4］的合成与制备

胺基咪唑功能离子液体在固定CO2方面具有独特的优势,但其合成制备步骤复杂,产率低,成本高等局限了它的广泛应用。采用两步合成法合成了1-（1-胺乙基）-3-甲基咪唑氟硼酸盐（[ NH2 e-mim][ BF4]）,通过核磁共振和红外光谱进行结构表征,并测定了其纯度及密度、黏度、表面张力、电导率等物理化学性质。实验表明：离子液体（简称IL）合成最佳工艺条件是原料配比n（3-溴丙胺氢溴酸盐）/n（ N-甲基咪唑）＝1．1,以乙醇为溶剂,在343 K下反应24 h,减压蒸馏提纯;合成物胺的含量均在0．9355 mol NH2/mol IL以上,纯度较高;红外光谱法和核磁共振氢谱分析表明合成了目标产物,298 K下合成的产物的物化性质与文献报道的相近。     

咪唑型离子液体的制备与工艺优化

主要介绍了由甲基咪唑为初始原料合成1-甲基-3-丁基氟硼酸盐离子液体的合成方法,并对其合成工艺条件进行了优化.实验表明,1-甲基-3-丁基氟硼酸盐离子液体合成适宜条件为:反应溶剂为环己烷,溶剂量100%,物料摩尔比为1 1.1,在回流状态下反应7 h.     

[BPy]Br和[BMIm]Br微波辅助合成动力学

在微波反应仪中,于微波辐照下分别由吡啶、N-甲基咪唑与溴代正丁烷合成了溴化N-丁基吡啶([BPy]Br)及溴化1-甲基-3-丁基咪唑([BMIm]Br),利用AgNO3电位滴定法测定了动力学数据,建立了动力学方程,研究了反应物、温度、溶剂对反应动力学的影响,并对微波作用机制进行了探讨。结果表明:反应遵循SN2历程,总包反应级数为二级;反应速率常数较传统加热方法提高近10倍,且随温度升高而增大;在异丙醇中合成[BPy]Br比在正庚烷中的速率常数值约高5倍;合成[BMIm]Br的活化能为30.39 kJ/mol,合成[BPy]Br的活化能为92.17~97.27 kJ/mol。与传统加热方法的动力学数据相比,微波作用不改变反应历程和活化能,但通过提高反应频率因子的方式能显著加快反应速率。     

室温离子液体合成过程的优化

用两步法合成离子液体(emim)BF4,以莫尔法测定N-甲基咪唑的转化率.在第一步季铵化反应过程中,不加热不添加任何有机溶剂,可获得高达96.5%的转化率;在第二步离子交换反应中,不加溶剂反应照样进行,转化率可达85.1%.在无惰性气体保护下,合成的产物(emim)BF4为无色透明(或略带黄色)的液体,红外吸收光谱分析未发现杂质吸收峰.结果表明,在简单条件下能得到较高的生产率.     

烷基咪唑类离子液体的微波法合成与提纯

采用微波辐射方法利用溴代正丁烷和N-甲基咪唑快速合成中间体[Bmim]Br,根据总反应时间和反应间歇时间的不同,设计了5种实验方案,并用两种不同的方法提纯,再经过3条不同的阴离子交换路径,得到最终产物离子液体[Bmim]BF4.采用红外光谱确认了产物的结构,经伏安循环曲线检测了产物的纯度.实验还发现,采用无水方法提纯[Bmim]Br粗产物更方便快捷.     

Brnsted-Lewis双酸型离子液体催化制备生物柴油

制备并表征了Brnsted-Lewis双酸型离子液体(3-磺酸)丙基三乙基铵氯锌酸盐[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(ZnCl2摩尔分数x=0.67),并用于催化大豆油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油。结果表明:该离子液体具有Brnsted和Lewis双重酸型活性位,且两者间兼有的协同催化效应可显著提高其催化性能;在n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶8、m(大豆油)∶m(离子液体)=20∶3,140℃下反应6h时,生物柴油的收率为95.7%。另外,该催化剂回收重复利用5次后,生物柴油的收率没有明显降低,具有较好的重复使用性能。     

Synthesis and characterization of multi-walled carbon nanotube doped silica aerogels

Multi-walled carbon nanotube doped silica aerogels(MWCNT-SAs) were synthesized from a wet gel of well-dispersed MWCNT by one-step solvent exchange/surface modification and ambient pressure drying(APD). Waterglass was employed as a precursor to prepare wet gel. The content of MWCNT varied from 0 to 15% volume by wet gel. The surface group, thermal stability and microstructure of pure silica aerogel and MWCNT-SAs were investigated by FTIR, DTA, and TEM. Experimental results show that MWCNT-SAs are hydrophobic when the temperature is below 400 ℃, MWCNT-SAs exhibit a mesoporous network structure, and they achieve the largest scale with least shrinkage and lowest density when doped with 5 vol% MWCNT.     

微波离子热合成纳米方钠石粉体

以离子液体(IL)为溶剂,采用微波辅加热的方法,在常压开放体系下合成了高结晶度、小晶粒且粒度分布窄的方钠石纳米粉体,其平均粒径仅有20nm左右。考察了反应条件和物料配比对方钠石结晶度的影响,利用XRD和SEM对所合成的方钠石进行了表征,优化出了最佳的合成条件:常压下采用600W的功率用微波进行加热,晶化温度为70℃,晶化时间为90 min,n(Si)/n(Al)=2,w(IL)/w(H2O)≥1.8。     

Effects of silica aerogel content on microstructural and mechanical properties of poly(methyl methacrylate)/silica aerogel dual-scale cellular foams processed in supercritical carbon dioxide

A novel poly(methyl-methacrylate)/silica aerogel(PMMA/SA) dual-scale cellular foam was synthesized with internal mixing followed by the supercritical carbon dioxide foaming process.The effects of silica aerogel content on the microstructural and mechanical performance of the foams were investigated by SEM,TEM analysis,and mechanical tests.The experimental results suggest that the employment of silica aerogel granule as addictive can distinctly improve the morphological feature as well as the mechanical performance in comparison to neat PMMA foam by uniformizing cell size distribution,decreasing cell size and increasing cell density.And dual-scale cells including micrometric cells of 3-10 μm and nanometric cells of about 50 nm existed in the structure of foams resulting from the retained original framework structure of silica aerogel,which has not been described in other studies with the addition of various fillers.Furthermore,the mechanical strength was significantly elevated even with a small amount of silica aerogel resulting from the unique microstructure,decreased cell size and enhanced cell walls.The compressive strength was 18.12 MPa and the flexural strength was 18.90 MPa by adding 5wt% and 2wt% silica aerogel,respectively.These results demonstrate the potential to synthesize PMMA/SA dual-scale cellular foams to be used as structural materials with the advantages of low density and high strength.