1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的合成工艺的研究

1,3-二甲基-2-咪唑啉酮是一种新型强极性非质子溶剂,可替代有致癌性的HMPA,性能优于普通惰性溶剂DMSO和DMF,有优良溶剂性能,对树脂材料、无机化合物、有机化合物、聚合物等都有很好的溶解,且稳定性好、低毒、高闪点、易于回收。该溶剂可以提高工业生产的安全性并减少对环境的污染,改善产品的质量,因此被称为"王牌溶剂"。本课题以水做溶剂和催化剂,尿素和乙二胺通过环化缩合制得2-咪唑啉酮;以甲酸做溶剂和甲基化试剂,对2-咪唑啉酮进行N-甲基化反应制得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。通过对回流时间、回流温度、原料配比的优化,最终获得一条适合我国化工制造水平、绿色、环保的DMI合成路线。     

1-甲基-4,5-二硝基咪唑的工艺优化及热分解动力学研究

以甲基咪唑为原料,采用一步硝化法合成1 -甲基-4,5-二硝基咪唑,并通过元素分析、红外光谱以及核磁共振光谱、质谱对其结构进行了表征.通过正交试验考察了反应温度、反应时间及反应物物质的量比对产率的影响,得出最佳工艺条件为:反应温度80～85℃,反应时间2h,发烟硝酸与发烟硫酸的物质的量比1:2.在此条件下产品收率为74...     

氨基乙酰肼链接的荧光素-菲并咪唑衍生物的合成与表征

以荧光素肼和溴乙酰溴为原料反应得到溴乙酰肼荧光素(3)。以DMF为溶剂,KI/K2HPO4为促进剂,化合物(3)分别与2-(2-氨基苯基)-1-苯基-菲并[9,10-d]咪唑(4a)和2-(3-氨基苯基)-1-苯基-菲并[9,10-d]咪唑(4b)反应,得到目标产物氨基乙酰肼链接的荧光素-菲并咪唑衍生物(5a和5b)。合成目标产物5的较佳反应条件为:溴乙酰肼荧光素(3)与2-(氨基苯基)-1-苯基-菲并[9,10-d]咪唑(4a或4b)的物质的量比为1∶1,DMF为溶剂,KI/K2HPO4为促进剂,100℃反应5h,产率为70%以上。采用熔点、IR、1 H NMR和13 C NMR的方式对所合成的化合物的结构进行了确证。     

1-烃基咪唑的合成

采用经典的Debus-Radziszewski法,以伯胺为原料,与乙二醛、甲醛和氯化铵反应,制备了目标化合物1-烃基咪唑,产品结构通过1H NMR表征,并研究了其合成机理。     

水溶性咪唑啉酰胺的合成及其缓蚀性能

以壬酸、冰乙酸和多乙烯多胺为原料,在甲苯回流条件下反应合成脂肪酰胺中间体,再升温闭环合成水溶性咪唑啉酰胺。采用红外光谱对产物进行分析表征,考察不同质量分数和不同温度下咪唑啉酰胺水溶液的稳定性。利用铁离子质量浓度法对其在HCl-H_2S酸性溶液中对低碳钢(A_3)的缓蚀性能进行了研究。结果表明,咪唑啉酰胺是水溶性良好的化合物,在HCl-H_2S体系中缓蚀性能优异,其缓蚀率随咪唑啉酰胺质量浓度的增加而增大,当质量浓度为15 mg/L时,其缓蚀率可达80%以上。     

2-(1-咪唑基)-乙酸的合成工艺改进

以咪唑和氯乙酸乙酯为原料,乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂合成了2-(1-咪唑基)-乙酸乙酯,再经水解得到2-(1-咪唑基)-乙酸,并经1H NMR,13C NMR,IR确证了结构。考察了反应时间及三乙胺用量对反应收率的影响,结果表明,在反应时间4 h,n(三乙胺);n(咪唑)=1．3:1条件下,产物总收率为60．5％,含量(质量分数)大于98．6%。     

咪唑啉衍生物的缓蚀机理计算及性能研究

采用量子化学方法分析了咪唑啉衍生物的结构特征，设计了3种咪唑啉衍生物：咪唑啉、甲苯基咪唑啉、硝基苯基咪唑啉；对其分子结构、电荷分布、轨道能量，及其与Fe原子配位的结合能和配位化合物的结构特征进行了计算，分析Fe原子与不同咪唑啉衍生物分子间作用力和结合能的变化规律；进而，合成得到3种相应的化合物，对其缓蚀性能进行评价。结果表明：咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能由强到弱的顺序为：甲苯基咪唑啉>咪唑啉>硝基苯基咪唑啉。咪唑啉衍生物分子中取代基供电子能力越强，咪唑啉衍生物分子和Fe原子的前线分子轨道能量差越小，二者发生配位作用吸附在金属表面的作用效果越好，缓蚀剂的缓蚀性能越优秀。     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其抑制CO2腐蚀性能的研究

合成了一种咪唑啉型缓蚀剂,并将所合成的咪唑啉型缓蚀剂与其它物质进行复配得到一种抗CO2腐蚀的气-液双相缓蚀剂。利用静态失重法测定了咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对20A碳钢以及复配物在CO2介质中对N80钢的腐蚀速度和缓蚀效率。结果表明：该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对20A碳钢具有较强的缓蚀能力,并且其与吗啉衍生物、硫脲及丙炔醇复配后对抑制CO2的腐蚀有很好的效果。在实验条件下,该复配物的加入量为500mg/l时,气相中的缓蚀效率为93.6%,液相中的缓蚀效率为96.9%。     

一种新型双咪唑啉缓蚀剂的研究和应用

介绍了5种不同烃基取代基的N-烷基苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂的合成方法,该类缓蚀剂具有多个吸附中心。以渤海某油田生产污水为水样开展该类缓蚀剂的腐蚀性能评价,结果表明同条件下,与油胺发生取代反应生成的N-2-[2-(十八-9-烯基)]苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂性能最好。在渤海某油田开展N-2-[2-(十八-9-烯基)]苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂的现场试验,以线性极化电阻(LPR)监测腐蚀速率,结果表明该油田污水系统腐蚀速率降低47%。该缓蚀剂的长期应用效果采用腐蚀挂片方式监测,结果表明斜板除油器和双介质滤器出口挂片的腐蚀速率较应用原缓蚀剂时分别降低39%和64%,均达到低于0.076 mm/a的控制标准。     

月桂酸咪唑啉两性表面活性剂的合成及应用

以二甲苯为溶剂 ,月桂酸和二乙烯三氨为原料 ,月桂酸与二乙烯三氨摩尔比为 2∶3 ,在 1 2 0～2 60℃条件下发生酰胺化及环化脱水反应 5～ 6h,再经真空蒸馏脱除过量的二乙烯三氨 ,得浅黄色透明月桂酸咪唑啉产品 ,收率不低于 93 %。将咪唑啉产品与氯乙酸钠溶液反应 ,制得咪唑啉季铵盐两性表面活性剂 ,并对影响该表面活性剂合成的因素进行了讨论。     

Experimental and computational study on electronic and photovoltaic properties of chromen-2-one-based organic dyes used for dye-sensitized solar cells

In the present work, three dyes of 6,7-dihydroxy-8-[(E)-(4-methoxyphenyl)diazenyl]-4-methyl-2H-chromen-2-one, (D1) 6,7-dihydroxy-8-[(E)-(4-hydroxyphenyl) diazenyl]-4-methyl-2H-chromen-2-one (D2), and 6,7-dihydroxy-4-methyl-8-[(E)-(4-methylphenyl) diazenyl]-2H-chromen-2-one (D3) were experimentally tested as photosensitizer in solar cell. and a computation study was conducted to explain the efficiency of these compounds as photo-sensitizer in a solar cell. The polarizability (<α > ), the anisotropy of the polarizability (<Δα > ), ground-state dipole moment (µ) and the first-order hyperpolarizability (β) of the dyes were studied at Density Functional Theory (DFT) using Gaussian 09 and Gauss View v.6.0 based on keywords: “opt freq b3lyp/6-311G++(d,p) guess = mix pop=(nbo, savenbos) geom = connectivity polar = optrot. Also, E_HOMO (the highest occupied molecular orbital energy), E_LUMO (the lowest unoccupied molecular orbital energy), HOMO-LUMO energy gap (ΔE), electron affinity (A), and ionization potential are investigated. The calculation based on the structure modification of the dyes with electron-withdrawing groups (HO-C and CH₃-O-C) and electron repelling group (H₃C-C) based on a push-pull framework of Qumarin was studied. The simulations indicate that the improvement of Qumarin-based dyes can reduce the energy gap and produce a redshift. This structural modification also improves the light-capturing and the electron injection capability, making it excellent in photoelectric conversion efficiency (PCE). This structural modification also improves the light-capturing and the electron injection capability, making it excellent in photoelectric conversion efficiency (PCE).     

催化剂中稀土总量的测定方法

在0.2—0.9N的盐酸-草酸介质中,三溴偶氮胂(TBA)与稀土元素生成稳定的络合物,其最大吸收波长在630纳米处。具有选择性高,显色酸度高、酸度范围宽、操作简便等特点。用于催化剂中稀土总置的测定,得到满意的结果。     

含磺酸根和羧酸根的高固含率聚氨酯分散体稳定性的研究

以聚醚多元醇为软段、甲苯二异氰酸酯为硬段、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPS)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为复合亲水扩链剂,合成了聚氨酯(PU)分散体;采用FTIR方法对PU分散体的结构进行了表征;考察了PU分散体的pH稳定性、耐电解质性能、耐高温性、抗冻融性及储存稳定性。实验结果表明,PU分散体的耐电解质性能随反应体系中m(DHPS)∶m(DMPA)的增大而下降;当反应体系中0.4≤m(DHPS)∶m(DMPA)≤0.6时,合成的PU分散体的固含率大于70%(w),PU分散体在pH=5～10的条件下能稳定存在,80℃时稳定性好,室温下放置6个月以上无明显的分层,经4次冻结-融化后产生凝胶。PU分散体具有较好的pH稳定性、耐高温性、抗冻融性及储存稳定性。     

Nb_2O_5对丙烷氧化脱氢催化剂YVO_4的助催化作用

制备了纯相的ＹＶＯ４催化剂,并用浸渍法和机械混合法制备了以Ｎｂ２Ｏ５为助剂的Ｎｂ２Ｏ５／ＹＶＯ４催化剂。催化剂的活性评价结果表明,采用浸渍法制备的Ｎｂ２Ｏ５／ＹＶＯ４催化剂的选择性明显比ＹＶＯ４催化剂高。但ＴＰＲ结果表明,Ｎｂ２Ｏ５／ＹＶＯ４催化剂更难还原。这可归结为Ｎｂ２Ｏ５与ＹＶＯ４的相互作用抑制了氧化能力强的活性位,从而提高了催化剂的选择性。机械混合法制备的催化剂则与ＹＶＯ４相近。     

蒸气相法合成AlPO4—5和AlPO4—11分子筛

报道了使用ＨＦ－Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５－Ｈ２Ｏ凝胶在有机胺－Ｈ２Ｏ蒸气相中合成ＡｌＰＯ４－５和ＡｌＰＯ４－１１分子筛。研究了酸的种类、有机胺类型、Ｆ＾－／Ａｌ２Ｏ３和胺／Ｈ２Ｏ对ＡｌＰＯ４－５和ＡｌＰＯ４－１１分子筛纯相合成的影响。实验证明，Ｆ＾－对Ａｌ的络合作用是它们形成的关键因素之一，只有适量加入ＨＦ，才能用蒸气相法合成ＡｌＰＯ４－ｎ分子筛纯相；用蒸气相法在Ｅｔ３Ｎ－Ｈ２Ｏ蒸气体系中可合成ＡｌＰ     

V_2O_5K_2SO_4/CFG对甲苯选择氧化的催化性能及表征

用浸渍法制备了 V2 O5 K2 SO4/ CFG催化剂 ,并用于甲苯选择氧化生成苯甲醛反应。当 V2 O5 和 K2 SO4的重量比为 1∶ 1 ,V2 O5 的负载量为 1 0 %～ 1 2 % ( w)时 ,催化剂的活性最高 ,此时甲苯转化率为 1 1 .98% ,苯甲醛选择性为 93 .0 9%。以 K2 SO4为助催化剂明显优于 Sn O2 和 Ag2 O。 XRD结果说明 ,添加 K2 SO4有利于 V2 O5在 CFG上均匀分散。50 0℃焙烧时 ,有一部分 K2 SO4分解生成 K2 O,它能中和 V2 O5 和 CFG表面上的酸性位 ,使产物易于脱附 ,抑制了副反应 ,增加了生成苯甲醛的选择性。 V2 O5 K2 SO4/ CFG的比表面为 2 8.0 9m2 / g,孔分布为单孔型 ,平均孔径为 2 0 .0 9nm。ESR分析表明 ,在反应过程中有中间体 V4+ 生成 ,是典型的还原氧化机理。     

高硅ZSM-5分子筛上择形催化合成4,4'-二甲基联苯

以高硅(n(SiO2)/n(Al2O3)=373)HZSM-5分子筛为母体,采用浸渍法制备了一系列NH4F/Pt复合改性催化剂(w2)Pt-(w1)F-ZSM-5,以4-甲基联苯(4-MBP)与甲醇的烷基化为探针反应,考察了NH4F用量、Pt用量、NH4F改性后盐酸洗涤以及向反应体系添加水蒸气对反应的影响。结果表明,经复合改性后,0.75Pt-HCl-5F-ZSM-5催化剂用于4-MBP甲基化反应,其稳定性及二甲基联苯(DMBPs)的收率得到明显提高,反应2h DMBPs收率为9.6%,反应20 h后,4-MBP转化率为9.1%,4,4'-DMBP选择性可达76.1%。而未改性HZSM-5催化剂上,反应2h DMBPs收率为4.2%。向反应体系添加水蒸气可进一步提高(w2)Pt-(w1)F-ZSM-5催化剂的稳定性和4,4'-DMBP选择性,反应30 h 4,4'-DMBP选择性仍高达90%。     

基于平衡效应的多种吸附剂对CH4/N2分离性能研究

采用静态容积法研究了CH4/N2在活性炭、5A、13X、LiX、硅沸石、硅胶、ZSM-5等7种基于平衡效应分离的吸附剂上的吸附性能。测定了CH4/N2在这7种吸附剂上的吸附量并用Langmuir方程进行拟合,计算出了CH4/N2的吸附选择性与吸附热。结果表明:Langmuir模型可以准确地描述CH4和N2在各个吸附剂上的吸附行为,且活性炭对CH4的吸附量较大而对N2的吸附量较小;活性炭、硅沸石、ZSM-5等吸附剂上CH4对N2的选择性均大于3.5。此外,分析比较了CH4和N2在各个吸附剂上的吸附热,为变压吸附分离CH4/N2提供指导。     

V_2O_5催化剂液相选择性氧化甲烷合成甲醇

考察了过渡金属催化剂TiO2,V2O5.K2Cr2O7,KMnO4在发烟硫酸中对甲烷氧化的催化活性,发现它们对甲烷氧化为硫酸单甲酯CH3OSO3H均有活性。在此基础上,确定了V2O5体系的最优反应条件:甲烷初始压力4.0 MPa,反应温度180℃,V2O5用量0.017 5 mol,反应时间2 h,发烟硫酸中游离SO3为50％。在最优反应条件下甲烷的转化率可达54.5％,甲醇收率达45.5％。     

颗粒/整体式催化剂双层床反应器中甲烷氧化偶联反应性能

用5%Na2WO4-2%Mn/SiO2颗粒催化剂和3%Ce-5%Na2WO4-2%Mn/SBA-15/Al2O3/FeCrAl金属基整体式催化剂,构建了一种颗粒/整体式新型双层床新型甲烷氧化偶联催化反应器,评价了双层床反应器中甲烷氧化偶联反应性能,重点考察了催化剂床层高度、原料气的流向方式、反应温度、烷氧比、进料流量等与反应性能的关系。结果表明,颗粒催化剂床层高度为15mm、整体式催化剂床层高度为50mm,原料气先通过颗粒床层再通过整体式床层的方式下,具有最好的反应性能,甲烷转化率为38.4%时,乙烯选择性可达41.5%,比单床层催化剂的综合性能有明显提高。