Pt-[HSO_3-bvim]HSO_4/SiO_2双功能催化剂制备及其催化性能研究

针对离子液体固载中存在的使用物理方法固载的离子液体易流失的问题,采用化学键合的方法将离子液体固载于硅胶表面.合成了一种新型Brφnsted酸性离子液体1-乙烯基-3-磺丁基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bvim]HSO4),并通过自由基链转移反应将该酸性离子液体用化学键固定于氢硫基官能团化的硅胶表面,制备出了[HSO3-bvim]HSO4/SiO2固体酸催化剂,再利用化学还原方法在该固体酸催化剂上负载金属铂,得到Pt-[HSO3-bvim]HSO4/SiO2双功能催化剂.采用傅立叶红外光谱、核磁共振光谱、热重、元素分析和X射线衍射等方法对所制备的样品进行了结构表征.将该双功能催化剂应用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚反应中,结果表明,其具有一定的催化活性.在85 ℃、4 h、0.4 Mpa条件下,双功能催化剂可以多次重复使用,对氨基苯酚的收率大于3.1%.     

硅胶固载离子液体催化剂的制备及在酯化反应中的应用

为了减少离子液体用量及解决催化剂分离问题,该文采用溶胶-凝胶法制备出一种硅胶固载Brφnsted酸性离子液体催化剂{[Hmim]TsO/silicagelw([Hmim]TsO)=62%},用DRFITS、FTRaman、BET对其进行了表征,结果表明,离子液体已较好地固载于硅胶上,催化剂比表面积为51.15m2/g。将其应用于催化合成醋酸丁酯反应,较佳反应条件为:95℃,n(丁醇)∶n(醋酸)=1.2∶1,离子液体用量为反应物总质量的5.6%,反应时间6h,酯化率可达94%。与单纯离子液体[Hmim]TsO催化效果相比,离子液体质量减少72%,酯化率提高了8.9%,催化剂易分离,循环使用6次后,酯化率仍可达到83.3%。     

磺酸基离子液体催化合成3-巯基丙酸甲酯的研究

通过两步反应合成了磺酸型功能化离子液体1-（3-磺酸）丙基-3-乙基咪唑硫酸氢盐BAIL,利用¹HNMR对其结构进行表征。将该离子液体用于催化巯基丙酸和甲醇酯化反应合成3-巯基丙酸甲酯,探讨了反应温度、巯基丙酸（MPA）与甲醇摩尔比、催化剂BAIL质量分数对酯化反应的影响。结果表明,BAIL对3-巯基丙酸甲酯合成反应有较好的催化活性,在n（CH₃OH）∶n（MPA）为2∶1、反应时间为1.5 h、反应温度为70℃、催化剂质量分数为10%（相较于巯基丙酸的质量）最佳工艺条件下,巯基丙酸转化率高达93.2%。催化剂稳定性良好,重复使用5次后仍保持较高活性。     

聚合酸性离子液体的制备及其催化合成丁二酸二甲酯

以1-乙烯基咪唑和1-丙烯咪唑为单体,首先和溴乙酸、3-溴丙酸、5-溴戊酸和三氟甲磺酸一步反应合成酸性离子液体,然后与苯乙烯共聚,合成8种聚合酸性离子液体催化剂。采用红外光谱、热重分析和扫描电镜对其进行表征。首次研究聚合酸性离子液体对丁二酸二甲酯的合成反应的催化活性,并优化了工艺条件。结果表明,聚乙烯咪唑三氟甲磺酸(P[Vim]CF_3SO_3)为最佳催化剂,催化效果和机械强度优于市售大孔酸性树脂,且易于分离,最佳工艺条件为:反应温度87℃,酸醇比为1∶5,催化剂用量为5%(质量分数),反应4 h,丁二酸二甲酯的收率为96.5%,丁二酸二甲酯的选择性100%。重复使用5次,效果没有明显下降。     

离子液体催化间戊二烯-二异丁烯共聚物的合成

利用盐酸三乙胺-AlCl3离子液体催化剂催化间戊二烯与二异丁烯共聚合。考察了单体配比、温度、聚合时间、y(AlCl3)、离子液体催化剂用量对共聚物软化温度和收率的影响。适宜的共聚合条件为:间戊二烯与二异丁烯的质量比为4∶1,反应温度为-10℃,离子液体质量分数为7.5%,y(AlCl3)为0.70,聚合时间为1 h。在此条件下制备的间戊二烯-二异丁烯共聚物的软化温度为60℃,收率为55%,色度为3。采用离子液体催化剂催化间戊二烯与二异丁烯共聚合,具有催化剂活性高、分离方便、对环境友好等优点。     

聚合酸性离子液体的制备及其催化合成丁二酸二甲酯

以1-乙烯基咪唑和1-丙烯咪唑为单体,首先和溴乙酸、3-溴丙酸、5-溴戊酸和三氟甲磺酸一步反应合成酸性离子液体,然后与苯乙烯共聚,合成8种聚合酸性离子液体催化剂。采用红外光谱、热重分析和扫描电镜对其进行表征。首次研究聚合酸性离子液体对丁二酸二甲酯的合成反应的催化活性,并优化了工艺条件。结果表明,聚乙烯咪唑三氟甲磺酸(P[Vim]CF_3SO_3)为最佳催化剂,催化效果和机械强度优于市售大孔酸性树脂,且易于分离,最佳工艺条件为:反应温度87℃,酸醇比为1∶5,催化剂用量为5%(质量分数),反应4 h,丁二酸二甲酯的收率为96.5%,丁二酸二甲酯的选择性100%。重复使用5次,效果没有明显下降。     

固载化Br(o)nsted酸离子液体催化合成环状碳酸酯的研究

制备了一系列聚苯乙烯树脂(PS)固载的系列Br(o)nsted酸性离子液体,并对其结构进行了表征.考察了固载化离子液体在二氧化碳与环氧化合物环加成反应中的催化性能,并对其反应条件进行了优化.在固载化离子液体PS-羧基异丁基-咪唑溴盐(PS-HBIMBr)的催化作用下,在反应温度为120℃、反应压力2.0 MPa的优化条件下反应3h,碳酸丙烯酯的收率高达92.7％,该催化剂对二氧化碳与环氧化合物环加成反应具有良好的重复使用性能.     

负载离子液体［hnmp］HSO4催化剂在合成阿司匹林中的应用

由溶胶-凝胶法负载酸性离子液体N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐（［hnmp］HSO₄）,制备得到硅胶负载离子液体。采用扫描电镜和红外光谱分析测试技术对硅胶负载离子液体进行表征,并以负载离子液体为催化剂用于阿司匹林的合成,考察负载离子液体的制备条件、负载离子液体用量、反应温度、反应时间和反应物配比等对合成阿司匹林的影响。结果表明,负载离子液体对于合成阿司匹林具有良好的催化效果,在n(水杨酸)∶n(乙酸酐)=3∶10、N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐负载离子液体用量1.0 g、反应温度80 ℃和反应时间35 min条件下,阿司匹林产率可达87.20%。负载离子液体重复使用4 次,仍表现出良好的催化活性。     

磁性介孔硅胶负载碱性离子液体催化剂的制备与性能

用巯丙基硅氧烷对磁性介孔硅胶改性,并通过烯丙基官能化离子液体的双键与巯基之间的自由基加成反应将具有不同侧链烷基的离子液体负载到磁性介孔硅胶表面,制备了磁性介孔硅胶负载碱性离子液体催化剂.采用红外光谱分析、X射线衍射、有机元素分析、氮气物理吸附/脱附分析和样品振动磁强计对催化剂的结构和磁性能进行了表征,最后通过催化三油酸甘油酯与甲醇酯交换反应对其催化性能进行了评价.结果表明,随着离子液体侧链烷基碳个数的增多,磁性介孔硅胶负载离子液体催化剂的离子液体负载量降低,比表面积和孔体积降低.当离子液体侧链烷基为辛基、十二烷基或十六烷基时,油酸甲酯产率均高于95%,并且反应3次后油酸甲酯产率依然高于90%.     

固载化离子液体的制备及其在催化加氢反应中的应用研究进展

固载化离子液体是近年来出现的一类新型材料,基于固载化离子液体而发展的固载离子液体相催化的概念融合了离子液体优良的溶解性和载体材料的高比表面积的优点,不但减少了离子液体的用量,而且提高了催化反应的活性和选择性,是近年来离子液体领域的研究热点之一。本文较全面系统地介绍了制备固载化离子液体的方法:浸渍法、化学键合法、键合-浸渍法、溶胶-凝胶法以及聚合法,并对上述各种固载方法的优缺点进行了比较;综述了以硅胶、介孔材料、聚合物、碳材料、磁性材料以及新型材料等为载体的固载化离子液体在催化加氢反应中的应用,特别是将固载离子液体相催化与传统的离子液体两相催化和多相催化进行了对比,突出了固载离子液体相催化在催化活性、选择性和催化剂分离回收等方面的优势;最后对固载离子液体相催化目前存在的主要问题以及未来的发展进行了总结。     

希夫碱催化剂催化丙交酯本体开环聚合

合成了希夫碱催化剂,并成功地催化丙交酯本体开环聚合。结果表明,希夫碱催化剂催化合成聚乳酸可达到较高的转化率（高于95％）。研究了单体与催化剂物质的量比、聚合时间及聚合温度对该催化剂催化丙交酯本体开环聚合反应的转化率及所得聚乳酸相对分子质量的影响。当单体与催化剂物质的量比为400,聚合时间24h,聚合温度140℃时,可得到黏均相对分子质量Mq=8．439×10^4的聚乳酸。     

固载化BrФnsted酸离子液体催化合成环状碳酸酯的研究

制备了一系列聚苯乙烯树脂(PS)固载的系列BrФnsted酸性离子液体,并对其结构进行了表征。考察了固载化离子液体在二氧化碳与环氧化合物环加成反应中的催化性能,并对其反应条件进行了优化。在固载化离子液体PS-羧基异丁基-咪唑溴盐(PS-HBIMBr)的催化作用下,在反应温度为120℃、反应压力2.0 MPa的优化条件下反应3 h,碳酸丙烯酯的收率高达92.7%,该催化剂对二氧化碳与环氧化合物环加成反应具有良好的重复使用性能。     

功能化酸性离子液体催化合成丙酸异戊酯

研究了功能化酸性离子液体催化合成丙酸异戊酯的反应,考察了不同离子液体、反应温度、反应时间、离子液体与反应物物质的量比及催化剂重复使用次数等因素的影响。以功能化酸性离子液体［(CH₂)₄SO₃HMIm］HSO₄为催化剂,在60 ℃、n（丙酸）∶n（异戊醇）∶n（离子液体）=5∶5∶1和反应时间2 h的条件下,异戊醇转化率99.43%,丙酸异戊酯选择性100%。催化剂循环使用5次,催化活性基本不变。     

草酸与苯甲醇催化合成草酸二苄酯

草酸二苄酯作为一种常见的日用及工业产品有机合成中间体，已被广泛应用到医药、染料、农药和橡胶制品等物质的生产中。以草酸和苯甲醇为原料，环己烷为带水剂，探究离子液体[(PS)₄HMT][HSO₄]₄催化合成草酸二苄酯的催化效果。通过正交实验得到最佳条件：催化剂用量为草酸物质的量11%(优化后催化剂为草酸物质的量3%),醇酸物质的量比2.3∶1,环己烷带水剂20 mL,反应温度100℃,反应时间40 min。为了使离子液体便于回收并探究其稳定性，对离子液体进行固载，结果表明，固载后离子液体催化活性有所提高，有利于催化剂与产物的分离。回收固载的离子液体重复使用6次，离子液体的催化活性基本保持不变。     

双酸型吡啶离子液体的制备及催化降解瓶级聚酯的应用

以直接合成法制备了五种吡啶类双酸型离子液体催化剂N-3-磺酸基-丙基吡啶氯代金属酸盐,并对其化学结构进行了表征与分析。以矿泉水瓶为反应底物,研究了五种双酸型离子液体催化剂催化瓶级聚酯醇解的能力,并对降解产物对苯二甲酸双（2-羟乙基）酯（BHET）进行了化学结构分析。同时,研究了五种双酸型离子液体用于催化降解产物再聚合的能力。结果表明,制得了具有目标结构的五种双酸型离子液体催化剂,其中N-3-磺酸基-丙基吡啶氯代铁酸盐(PyPSCl-FeCl₃)的催化醇解性能最优,在反应温度为210℃、反应时间为8 h的条件下降解矿泉水瓶,瓶级聚酯醇解率为92.8%,BHET收率可达90.33%。在聚合反应中,催化剂PyPSCl-FeCl₃的催化性能最优,在温度为270℃、预缩聚0.5 h及温度285℃、终缩聚2 h的工艺条件下,其聚合产物黏均分子量可达12538。这说明制备的双酸型离子液体催化剂对聚酯的降解和再聚合都表现出优良的催化性能,有利于废旧瓶级聚酯的再利用。     

氯铝酸盐离子液体催化焦化碳九聚合制备苯并呋喃-茚树脂

考察了[Et3NH]Cl-2AlCl3离子液体催化焦化碳九馏分中苯并呋喃与茚的聚合反应,采用乙腈及吡啶为探针分子的红外光谱手段,研究了焦化碳九馏分中的杂质对催化活性的影响和催化反应的活性本质及反应机理,并考察了聚合反应初始温度及催化剂加入量. 结果表明,焦化碳九馏分中少量的酚类及碱性氮化物杂质是催化苯并呋喃与茚聚合反应的毒物,需对该馏分进行脱酚脱碱氮精制处理;该离子液体催化剂中的Br?nsted酸对反应具有较高的催化活性,具有反应速率快、聚合活性组分转化率高、树脂品质好的特点,在离子液体加入量1%(w)、常压、聚合起始温度45℃条件下聚合反应可在10 s内完成,苯并呋喃与茚转化率可达100%,得到软化点大于130℃、色号为2的浅黄色透明的高品质苯并呋喃-茚树脂.     

ZSM-5固载复盐离子液体催化剂的制备与性能

首先制备了复盐离子液体[BMIM]Zn_2Br_5,并将其与ZSM-5反应制备固载化离子液体催化剂ZSM-5-[BMIM]Zn_2Br_5。利用红外光谱仪和X-射线衍射仪对其化学结构和结晶结构进行表征,利用热重分析仪和扫描电子显微镜对其热性能和表观形貌进行测试。同时考察了ZSM-5-[BMIM]Zn_2Br_5固定床连续催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯的反应性能。结果表明,ZSM-5固载复盐离子液体催化剂实现了相态转变且热稳定性较好,在压力为3. 0 MPa、温度为130℃、空速为0. 25 h~(-1)的反应条件下,反应10 h原料转化率最高可达88. 3%,产物选择性为97. 1%,并且连续使用60 h后仍保持良好的催化性能。     

离子液体脱硫研究进展

介绍了离子液体萃取脱硫机理-π-π络合效应,综述了离子液体直接萃取法、催化氧化法、烷基化脱硫法、电化学聚合法和固载化离子液体脱硫法的研究进展,探讨了离子液体回收再利用。提出了催化氧化法和固载化离子液体脱硫法具有明显的优势,其中化学键合固载化离子液体法制备的固载化离子液体,离子液体不易脱落,固载后离子液体性质也更稳定,发展前景广阔。     

C9加氢油脱臭研究

采用分子筛吸附、三氯化铝催化聚合和酸性离子液体催化聚合法。对加氢油品中加氢深度不够残留的制臭烯烃进行了处理。结果表明,酸性离子液体催化聚合处理效果最好。可基本除去不饱和烯烃。并通过正交试验得到最优反应条件：催化剂用量摩尔分数3％,反应温度60℃,反应时间60min。     

固载离子液体的研究进展

固载离子液体兼具均相催化剂和非均相催化剂的优点,具有高活性、易分离等优点。本文综述了近几年国内外固载离子液体的研究进展,介绍了固载离子液体的分类和制备方法及其在二氧化碳分离、催化酯化反应和Knoevenagel缩合反应等有机合成反应中的应用。