基于COSMO-SAC模型的分子筛选方法用于咪唑类离子液体吸收甲苯蒸气

采用基于COSMO-SAC模型的分子筛选方法,对作为甲苯蒸气吸收剂的咪唑类离子液体进行了筛选。建立了100种常见的N,N'-二烷基咪唑阳离子与阴离子构成的咪唑类离子液体的s-谱图,在此基础上计算了303.15 K下离子液体对甲苯的吸收势,并以此为热力学评价标准对吸收剂进行筛选。选取6种离子液体进行甲苯蒸气的吸收实验,通过其饱和吸收量验证此方法的可行性。研究表明,实验和分子筛选结果相吻合。利用Gaussian 09软件进行微观结构分析,计算了离子液体阳离子与甲苯的相互作用能。对进气浓度和进气速度等动力学因素的影响进行探究,在条件为303.15 K、进气浓度为10000 mg·m^-3、进气速度为0.05 m³·h^-1情况下,离子液体对甲苯的初始吸收率高达96.2%。此外,实验验证了离子液体随着重复利用次数的增加,其吸收效果基本不变。     

咪唑类离子液体混合物用于二氧化硫高效吸收

开发易制备、价格便宜、面向SO₂气体高效分离的离子液体(ILs),是当前ILs从实验探索迈向工业应用的难点与重大挑战。合成了不同摩尔比(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3)的1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([Emim][Cl])和1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐([Emim][OAc])的离子液体混合物[Emim][Cl]x[OAc]1-x,在测定其密度、黏度、热稳定性等基本物性数据的基础上,研究了[Emim][Cl]x[OAc]1-x混合物在不同温度和SO₂分压下的SO₂吸收能力。结果表明,[Emim][Cl]x[OAc]1-x能够有效地捕获SO₂。[Emim][Cl]与[Emim][OAc]之间存在协同促进作用,有利于实现SO₂高效吸收。[Emim][Cl]0.33[OAc]0.66混合液在1.0和0.2 atm(1 atm=101325 Pa)下捕获SO₂量分别为(1.34±0.08)和(0.74±0.05) g/g,与现有结果相比,混合物在SO     

咪唑类离子液体高效吸收二氯甲烷

合成了一系列常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Bmim][NTf2])、1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐([Bmim][DCA])、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim][SCN])、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Emim][SCN])和N-丁基吡啶硫氰酸盐([BPy][SCN]),用智能重量分析仪(IGA)测定不同温度和分压下离子液体吸收二氯甲烷(DCM)的容量。结果表明,[Bmim][SCN]具有最高的二氯甲烷吸收容量(1.46 g/g, 303.15 K, 60 kPa),5次循环后吸收能力无明显下降,[Bmim][SCN]基本可完全再生,能循环使用。量化计算结果表明[SCN]?可与二氯甲烷形成氢键,增强其对二氯甲烷的吸收能力。     

基于COSMO-SAC模型的离子液体萃取剂的选择

COSMO-SAC模型是计算无限稀释活度因子的一种有效方法,只需知道分子结构,即可进行有机物或离子液体的无限稀释活度因子计算。COSMO-SAC模型中最耗时的计算步骤是产生σ-图谱(σ-profile)的量子化学计算。利用Materials Studio软件中的DMol3模块,建立了包含32种离子液体阴离子和191种离子液体阳离子的σ-图谱数据库。利用σ-图谱数据库和COSMO-SAC模型,针对离子液体液液萃取过程,提出了离子液体萃取剂的计算机辅助分子设计方法。以乙醇-乙酸乙酯体系为研究对象,选择了适宜的离子液体萃取剂,采用乙醇-乙酸乙酯-离子液体三元体系的液液平衡文献数据进行了验证。     

基于COSMO-RS方法筛选离子液体用于焦油脱除

焦油的脱除是生物质气化规模化应用的难题。离子液体具有饱和蒸气压低、分子结构可设计等优势,在催化和吸收领域有广泛的应用前景,但在脱除焦油方面鲜有探索。以改进的COSMO-RS方法为基础,借助COSMOtherm软件推算离子液体对苯、甲苯、苯酚和萘等焦油模拟物的无限稀释活度系数。并进一步通过偏摩尔过量焓验证以上筛选结果。结果表明,优选的两取代基咪唑类离子液体对四种焦油模拟物的无限稀释活度系数值主要分布在0.4~1之间,预计具有良好的吸收性能。当阴离子相同时,两取代基咪唑阳离子随着R₁位置烷基侧链的增长吸收性能变好,其中[C₈MIM][NTf₂]表现出了较佳性能,吸收苯、甲苯和萘的γ^∞分别为0.95、1.24和1.36,但此时离子液体黏度较大;对于苯酚体系,[BF₄]^-阴离子性能较佳。     

基于COSMO-SAC模型研究离子液体对氨水溶液汽液平衡的影响

采用COSMO-SAC模型研究了不同离子液体存在下氨水溶液的汽液相平衡,探讨了离子液体的亲水性、酸碱性、阴阳离子种类以及功能基团修饰等对氨的相对挥发度的影响。研究发现,不同性质的离子液体均会影响氨水系统的汽液相平衡。一般地,如果水与离子液体相互作用能高于氨与水的相互作用能,离子液体将有利于氨的逸出。当阴离子亲水性和形成氢键的能力越强,或者水与阴离子相互作用能越强,或者氨与阳离子相互作用能越弱,则离子液体越能促进氨水分离。水/离子液体之间的相互作用能与氨/水之间的相互作用能差值越大,离子液体越能提高氨的相对挥发度。当水与离子液体相互作用能低于氨与水的相互作用能时,离子液体也能促进低浓度下的氨水分离。阴离子要比阳离子更能影响氨的相对挥发度,其中氯离子([Cl]^-)、醋酸根离子([Ac]^-)型离子液体对促进氨水分离的效果更佳。对于甲基咪唑类阳离子([C _n mim]⁺,n=2、4、6、8),烷基链越长,越不利于氨的分离,但在[C₂mim]⁺上嫁接胺基(—NH₂)将会改善低浓度下氨水的分离效果。     

功能化咪唑类离子液体的合成

离子液体作为环境友好型离子液体具有其他分子溶剂所不具备的优良性能,其中的功能性离子液体经过阴阳离子的设计,能够制造出具有众多性质的优良离子液体。功能化离子液体的合成中需要将所需的阴、阳离子的官能团结合到离子液体上。并通过氮甲基咪唑分别与溴苄、溴甲基萘反应合成功能化离子液体苄基甲基咪唑溴盐、萘甲基咪唑溴盐。并为下一步将离子液体负载金属镝离子,做电镀镝金属做准备。     

咪唑类离子液体的催化加成反应

离子液体作为一种新型绿色溶剂,具有许多独特的物理化学性质,可用在许多重要领域。简单介绍离子液体及其特点,重点介绍在咪唑类离子液体中Diels-Alder,Michael,Bischler-Napieralski等典型的加成反应。     

咪唑类离子液体溶解纤维素的研究进展

纤维素作为一种最丰富的可再生自然资源具有很好的开发前景,但由于纤维素多氢键的超分子结构,致使其不溶于普通的有机溶剂,限制了其应用。而离子液体的出现为纤维素的应用提供了一个广阔的平台。本文综述了纤维素在咪唑类离子液体中的溶解性能及可能的溶解机理。总结指出阴离子为Cl-、CH3CHOO-和(MeO)RPO2-的离子液体对纤...     

咪唑类离子液体的合成与表征

采用溴丁烷与N-甲基咪唑为原料合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑，并通过离子交换反应制备离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐以及1-丁基-3-甲基咪唑四氟鹏酸盐。产物结构经FT-IR和1^HNMR确认，其纯度通过HPLC分析均达到99．0％以上。     

咪唑类离子液体制备工艺的优化

以溴代正丁烷和1-甲基咪唑为原料,采用常规有机合成的实验方法,探究如何提高制备溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)离子液体的反应速率及产品收率,从而确定较优化的实验方法及反应条件。实验考查了反应温度、投料方式、原料的摩尔比及原料预处理时间等因素对反应的影响。实验结果表明:溴代正丁烷和1-甲基咪唑两原料经一定的时间预处理后,在反应温度为80℃,原料摩尔比为n(1-甲基咪唑)∶n(溴代正丁烷)=1∶1.2,直接混合的投料方式时,反应时间为50min,产品收率为96.56%。最后利用HPLC对溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体进行检测分析,表明其纯度为97.81%。     

咪唑类离子液体的合成与表征

通过两步法合成了阳离子含亲水性咪唑离子基和疏水烷基链结构、阴离子相同的1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([Bmim]Ac)、1-己基-3-甲基咪唑醋酸盐([Hmim]Ac)3种离子液体。利用红外光谱对其进行结构表征,并探究温度对pH的影响;考察温度、离子液体质量浓度、有机溶剂对电导率的影响;测定临界胶束浓度和溶解性。结果表明,[Emim]Ac、[Bmim]Ac、[Hmim]Ac碱性递减,其在不同溶剂中的电导率随温度(28～60℃)的升高、离子液体质量浓度(6～20 g/L)的增加而增大,且受溶剂性质影响;临界胶束浓度分别为11.46、9.92 g/L和9.72 g/L;其溶解性随溶剂极性的增强、侧链烷基的伸长而增大。     

咪唑类离子液体溶解纤维素的研究进展

综述了1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐等咪唑类离子液体对纤维素的溶解性能,咪唑类离子液体/纤维素溶液的流变性能以及咪唑类离子液体在纤维素纤维及薄膜加工中的应用;咪唑类离子液体均能较好地溶解纤维素,咪唑类离子液体/纤维素溶液均为切力变稀流体;指出选择合适的阴、...     

咪唑类离子液体的制备与合成

离子液体作为一类新型绿色介质,近年来获得了突飞猛进的发展。本文简单介绍了离子液体的种类及性质,列举了常用的常规法、微波法、超声法和电化学法等辅助合成方法;重点介绍了目前主要的功能化和手性咪唑离子液体合成方法。     

微波控制下咪唑类离子液体的制备

以N-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料在微波控制下合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIm]Cl),对产物的结构作了红外光谱、核磁共振等分析。用该离子液体溶解纤维素,溶解度良好,并对溶解前后纤维素的结构变化、溶解机理进行了研究。     

咪唑类离子液体的合成及其对氯苯的吸收-解吸性能研究

以溴代正丁烷、Ⅳ甲基咪唑为原料,合成了咪唑类离子液体1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim] PF6)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4),通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了离子液体结构;以离子液体为吸收剂进行氯苯气体吸收实验,考察了吸收温度、吸收时间、进气氯苯浓度等对离子液体吸收氯苯气体性能的影响...     

3种咪唑类离子液体的物理性质研究

咪唑类离子液体是目前应用最多的离子液体之一,然而有关其物理化学性质的研究较少。为了给离子液体的工业应用提供数据参考,本文合成了3种常用的咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([Emim]DEP)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸([Emim]Ac)和1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl),测定了它们的密度、黏度、玻璃态转化温度(Tg)和酸度离解常数(p Ka),并研究了它们的热稳定性。在3种离子液体中,[Emim]DEP热稳定性最好且黏度较低,具有更广阔的工业应用前景。     

咪唑类离子液体的合成和光谱表征

以N-甲基咪唑为原料合成了离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐([BMIm]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIm]BF4)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm]PF6),并对合成的产物作了紫外光谱、红外光谱、核磁共振的结构表征。     

疏水性咪唑类离子液体的水浴微波合成

以溴代烷烃、N-甲基咪唑和六氟磷酸铵为原料,采用水浴微波法合成了3种疏水性咪唑类离子液体:[bmim]PF6、[hmim]PF6和[omim]PF6.结果表明,与传统方法相比,水浴微波法产率较高,且反应时间由传统的36 h缩短至50 min.通过正交试验对离子液体[bmim]PF6的水浴微波合成反应条件进行了优化,得到了适宜的合成条件:反应时间50 min,n(1-溴正丁烷)∶n(N-甲基咪唑)∶n(六氟磷酸铵)为1.1∶1.0∶1.0,微波功率385 W,产率可达到94.54%.结合反应机理对优化结果进行了分析,并通过红外光谱验证了3种疏水性离子液体的结构.     

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。