XDLVO理论解析膜蒸馏回收离子液体过程中的膜污染研究

应用XDLVO(Extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)理论定量解析了真空膜蒸馏(VMD)回收离子液体水溶液过程中的膜污染行为.通过XDLVO理论,计算了聚四氟乙烯(PTFE)膜与3种不同离子液体如1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐([Bmim][MeSO_3])、1-己基-3-甲基咪唑氯盐([Hmim]Cl)之间的相互作用能,分析了3种相互作用能[范德华能(LW)、静电作用能(EL)、极性作用能(AB)]在膜污染形成过程中的贡献.结果表明,LW和EL作用能均为正值,表现为排斥作用;AB作用能为负值,表现为吸引作用,且AB作用能是引起膜污染的主要作用能.此外,3种离子液体引起膜污染的难易程度为[Hmim]Cl[Bmim][MeSO_3][Bmim]Cl.界面相互作用能与膜污染程度相关性分析表明,XDLVO理论可以合理预测不同离子液体的膜污染行为.基于污染实验和计算结果,采用间歇式浓缩方式,发现PTFE膜可将质量分数20%的[Bmim]Cl水溶液浓缩至86.2%,[Bmim]Cl截留率稳定在99.9%以上,[Bmim]Cl总回收率可达99.98%.     

酸性离子液体催化β-甲基萘歧化反应的研究

研究了三氯化铝-氯化丁基甲基咪唑([Bmim]Cl-AlCl3)离子液体催化β-甲基萘(β-MN) 歧化合成2,6-二甲基萘(2,6-DMN)反应.通过正交试验,考察了反应温度、时间、[Bmim]Cl-AlCl3离子液体酸强度及催化剂用量对β-MN歧化反应的影响.实验结果表明,[Bmim]Cl-AlCl3酸性离子液体对β-MN歧化反应具有良好的催化活性和较好的2,6-DMN的选择性.在160℃,AlCl3/[Bmim]Cl的摩尔比为4:1,催化剂质量分数14%,反应时间为3.5h的条件下,反应转化率为42.9%,2,6-DMN的选择性为40.6%,产率为17.4%.     

负载锆聚醚离子液体的制备及其催化合成碳酸丙烯酯

首先合成氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体([HOOC-PECH-MIM]Cl),再将其与氯化锆(ZrCl4)反应制备负载锆聚醚离子液体催化剂(Zr-[HOOC-PECH-MIM]Cl),采用红外光谱仪和核磁共振氢谱仪对其化学结构进行表征,利用热重分析仪和电镜扫描仪对其热性能和表观形貌进行测试。然后用其催化二氧化碳(CO2)合成碳酸丙烯酯。比较研究了不同温度下负载锆高分子离子液体Zr-[HOOC-PECH-MIM]Cl和负载锆小分子离子液体(Zr-[HeMIM]Cl)对催化性能的影响。结果表明,负载锆聚醚离子液体制备成功,且实现了相态转变,具有较高的热稳定性。在较低温度下其催化性能优于Zr-[HeMIM]Cl,且活性高,选择性好。当催化温度为110℃,压力为1.5MPa,负载锆聚醚离子液体Zr-[HOOC-PECH-MIM]Cl的质量分数为2.0%时,转化率和选择性分别为97.5%和92.2%。     

1-丁基-3-甲基咪唑碘对液体、凝胶电解质及染料敏化太阳电池性能的影响

采用季铵化反应成功合成了[Bmim]I，并制备了含有[Bmim]I、KI和I2的离子液体液体电解质和凝胶电解质。通过对比[Bmim]I浓度对液体和凝胶电解质电导率的影响及液体、凝胶电解质DSC的各项光电性能，发现液体电解质有更高的电导率，其组装的DSC的光电性能均高于凝胶电解质体系，通过对DSC稳定性的对比，发现离子液体凝胶电解质显示了更好的长期稳定性。     

离子液体[Emim]DEP对纤维素酶的影响研究

研究了[Emim]DEP、[Emim]Ac和[Bmim]Cl对3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测还原糖的影响,结果表明当离子液体浓度为0~20%(w/v,质量体积比,下同),3种离子液体对测量结果几乎无影响。在此基础上,比较了这3种离子液体对纤维素酶活力的影响。在3种离子液体中,[Emim]DEP对纤维素酶的抑制作用最小,但其浓度不宜超过10%以获得较高的相对酶活力。随后考察了纤维素酶在[Emim]DEP中的稳定性,相对酶活力总体上随着温度的升高和保存时间的延长而下降,但当[Emim]DEP浓度为5%时,在4℃保存24h后纤维素酶的相对活力却有所提高。纤维素酶在[Emim]DEP溶液中的紫外吸收光谱表明,[Emim]DEP使纤维素酶肽链的结构发生改变,并改变了酶分子构象,导致酶分子对底物的亲和力下降,影响了纤维素酶活力。     

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。     

离子液体中微波辅助合成纳米TiO2／PMMA及其光催化活性

微波加热法制备了[Bmim]BF4、[Bmim]PF6、[Amim]BF4三种离子液体,并分别以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下合成了纳米TiO2／PMMA复合材料,在高压汞灯照射下用甲基橙溶液对其光催化降解活性进行了测试,并用XRD、IR和TG对该复合材料的结构进行了测试和表征,结果表明,分别以这三种离子液体作为反应的介质,采用微波辐射加热能够制备出纳米TiO2／PMMA复合材料。该复合材料不需要经过高温煅烧就表现出较高的光催化活性,离子液体的存在均能够显著提高复合材料的光催化活性,但三种离子液体中又以[Bmim]PF6作介质所制得的复合材料催化活性为高。     

咪唑类碱性离子液体催化大豆油制备生物柴油

合成了3种以咪唑为阴离子的新型强碱性离子液体([Bmim] Im,ChIm,[N4222]Im),并以其作为催化剂进行了大豆油酯交换制备生物柴油的研究.结果表明:这3种新型强碱性离子液体具有较高的催化活性.选取[Bmim]Im离子液体对反应条件进行了考察,在反应温度60℃,醇(甲醇)油摩尔比6∶1,催化剂用量(以大豆油质量分数为基准)3％,反应时间3h的工艺条件下,生物柴油的收率可达94.1％.[Bmim]Im可重复利用6次且稳定性性能较好,具有良好的重复利用性.     

膜分离技术在电镀镍漂洗水回收中的应用

经过一系列的实验 ,证明了采用膜分离技术浓缩电镀镍漂洗水和回收利用漂洗水中的镍和水资源的可行性 .实验结果表明 ,NF技术对镍离子的截留率大于 97% ,RO技术对镍离子的截留率大于 99% .对于镍离子浓度为 14 5mg/L的进水 ,膜分离技术可浓缩电镀镍漂洗水 10 0倍以上 ,经一级NF ,两级RO(BWRO、SWRO)浓缩 ,浓缩液镍离子浓度可达到 5 0 g/L ,透过液经处理后回用     

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.