烯丙基功能化离子液体的制备及其分离CO_2性能

合成了一系列烯丙基修饰的咪唑类离子液体,使用FT-IR和1 H-NMR对产物结构进行表征。在常温、常压下,对合成的离子液体进行分离CO2性能研究。结果表明,烯丙基修饰的咪唑类离子液体捕获CO2容量高、速度快,与烷基修饰咪唑类离子液体比较,CO2捕获容量提高15%~50%,捕获速度提高30%~60%。     

醇胺离子液体-DBU混合吸收液吸收SO2性能及其机理研究

设计合成了3种醇胺离子液体-DBU(1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯)混合吸收液,分别研究纯醇胺离子液体和醇胺离子液体-DBU混合吸收液对SO2的吸收性能及吸收机理。实验结果表明:向吸收液中通入SO2气体30min后吸收均达到饱和状态,各吸收液对SO2的吸收容量顺序为:三乙醇胺氨基磺酸盐-DBU二乙醇胺氨基磺酸盐-DBU乙醇胺氨基磺酸盐-DBU三乙醇胺氨基磺酸盐二乙醇胺氨基磺酸盐乙醇胺氨基磺酸盐,说明DBU的加入大幅提高了吸收液的吸收容量而不改变其达到平衡的时间。吸收液吸收SO2前后的红外图谱和核磁氢谱表明:纯醇胺离子液体吸收SO2为物理吸收,醇胺离子液体-DBU混合吸收液吸收SO2为化学吸收和物理吸收共同作用。SO2的吸收-解吸的循环实验表明:两类吸收液稳定性好,可回收利用。     

用于CO_2吸收的氨基功能化固载离子液体的合成与表征

以多孔硅胶为载体,采用有机-无机嫁接的方法在硅胶表面合成氨基功能化的离子液体。通过元素分析,碳核磁共振确定该固体材料的组成和结构。通过热重分析、BET等手段对其性能进行表征,测得该固体材料具有较高的比表面积和较好的热稳定性。35℃时,材料在压力为常压,0.4,0.7与1.0 MPa测得CO2的吸收量分别为0.041,0.068,0.189和0.405mmol/g,且随着压力的增大,其吸附量迅速增加。材料重复使用5次,其CO2吸收量没有明显下降。     

新型离子液体-CO_2吸收制冷工质对选择及吸收特性

离子液体(ILs)-CO_2作为一种新型吸收制冷工质对,ILs种类的选择对其工质对性能及吸收式制冷循环特性至关重要。ILs对CO_2的吸收性能与ILs种类、阳离子结构、体系温度及CO_2分压有直接关系。本文建立了一套ILs吸收CO_2的实验台,并以低粘度、较优吸收性能为原则初选了4种咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ILs([emim][Tf_2N]、[bmim][Tf_2N]、[hmim][Tf_2N]和[omim][Tf_2N])为研究对象。在温度298.15 K、313.15 K及328.00 K,压力2.0~5.0 MPa条件下,分别测定了CO_2在以上4种ILs中的溶解特性。结果表明:咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐ILs对CO_2有较好的吸收性能;CO_2在同族ILs中的溶解度随阳离子烷基链长度的增加而增大,其在4种ILs中的溶解度顺序为:[emim][Tf_2N][bmim][Tf_2N][hmim][Tf_2N][omim][Tf_2N];随着温度和压力的逐渐升高,CO_2溶解度的变化幅度逐渐减小。本文还给出了3种温度下CO_2在[omim][Tf_2N]中的溶解度与压力的关联式。     

氨基离子液体/CO_2高温高效吸收式制冷循环研究

本文选用高热稳定性的氨基功能型离子液体3-丙胺基-三丁基鏻甘氨酸盐([aP_(4443)][Gly])水溶液为吸收剂与CO_2组成新型吸收式制冷循环工质对。根据已测定的CO_2在[aP_(4443)][Gly]水溶液中的溶解度,拟合并外延得到300～510 K、1～10 MPa条件下[aP_(4443)][Gly]水溶液中CO_2的溶解度。测定了285～365 K温度范围内不同浓度[aP_(4443)][Gly]水溶液的质量定压热容,计算得到[aP_(4443)][Gly]水溶液的焓。用两种方法分析了[aP_(4443)][Gly]水溶液对CO_2的吸收焓,得到[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2体系焓。根据以上数据分析计算[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2单效吸收式制冷性能系数。结果表明:[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2工质对可以在较高温度环境下工作,在发生温度为393.15 K,蒸发温度为278.15 K,冷却温度为303.15 K时,制冷性能系数可达0.87;在更高的发生温度下,制冷性能系数可达0.91,说明[aP_(4443)][Gly]水溶液/CO_2工质对具有成为新型吸收式制冷工质对的巨大潜力。     

用于CO_2吸附分离的活性炭固载离子液体的研究

采用浸渍法和嫁接法将季鏻类离子液体固载于活性炭载体上,并对其进行了红外光谱、热重和扫描电镜表征。研究了离子液体的固载方法及负载量等参数对孔道特征、CO_2吸附选择性、抗水性及循环使用性能的影响。结果表明:浸渍法制备的活性炭固载样品具有较高的固载量,高达26.07%(wt,质量分数,下同),而嫁接法制备的固载样品能较好地保持载体发达的孔道结构。制得的硅胶负载季鏻离子液体对CO_2具有良好的吸附性能,在0.1MPa和25℃下,样品Si-P8T/AC-Gr对CO_2的吸附量达10.12%,显著提高了CO_2/N_2的吸附选择性和抗水性能,同时具有良好的循环使用性和稳定性。     

离子液体制备氮掺杂石墨化炭纳米囊及其CO_2捕获性能（英文）

利用离子液体为碳源,K_3[Fe(CN)_6]为催化剂成功制备了氮掺杂石墨化炭纳米囊。K_3[Fe(CN)_6]作为温和的催化剂可以使碳源石墨化并产生中空结构。产物是具有类胶囊结构的石墨化炭,其壳壁厚度和直径分别为6 nm和50 nm。Si O2纳米球的引入为产物提供了均一的介孔并提高了产物的比表面积。其比表面积从100.4提高到865.7 m~2·g~(-1)。高的比表面积为氮掺杂炭纳米囊对于CO_2吸附提供了有利的条件。     

功能化离子液体对纤维素的溶解性能研究

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑盐是纤维素的新型良溶剂,在70 ℃时微晶纤维素的溶解能力达到5%～7%.向离子液体纤维素溶液中加入去离子水可获得再生纤维素.用XRD,FT-IR和TGA对再生纤维素进行了表征,IR和XRD数据表明,功能化离子液体是纤维素的直接溶剂,但TGA数据则表明再生纤维素的热稳定性有所降低,热失重残留物有所增加.对溶解机理进行了初步讨论.     

离子液体中纤维素/TiO_2复合材料的制备及其性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐BMIMCl为反应介质,钛酸丁酯作为钛前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并将其负载在纤维素上,制备纤维素/TiO_2复合材料。采用单因素实验对反应条件进行优化,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外光漫反射(DRS)及热分析仪(TG)对复合材料结构及性能进行表征。以紫外光为光源,研究纤维素/TiO_2复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解性能。结果表明:采用离子液体BMIMCl作为反应介质,可在常温常压下制备出高活性的光催化复合材料;TiO_2负载于纤维素后的复合材料对甲基橙的降解率在80min达到97.09%,与未负载的纳米TiO_2光催化剂相比,复合材料对甲基橙的降解率提高了37%。纤维素/TiO_2复合材料重复利用4次后对甲基橙的降解率仍能达到62.66%。     

SO_2在磷酸盐离子液体中的吸收/解吸

合成了1-丁基3-甲基咪唑磷酸二丁酯和1-乙基3-甲基咪唑磷酸二乙酯两种磷酸酯类离子液,而且考察了SO2在其中的吸收/解吸特性。发现这两种离子液对SO2均有很好的吸收性能,在25℃、101kPa条件下其吸收容量高达每摩尔离子液吸收2.8mol和2.7mol SO2。此外,通过吸收/解吸实验发现其吸收容量没有明显变化,说明这类离子液对SO2的吸收有较好的稳定性。使用FTIR和1 H NMR对吸收SO2前后的离子液微观结构进行了表征,分析发现其对SO2的吸收是纯物理吸收。与本课题组之前所合成的[Bmim][PF6]和[Emim][BF4]相比,所合成的磷酸酯离子液有更高的吸收容量,这是因为离子液中磷酸盐阴离子(O=P-O)中氧原子上的自由电子与二氧化硫的路易斯酸性硫相互作用促进了吸收能力。     

液体CO_2用于食品速冻制冷性能的探讨

液化气体低温冻结食品有许多优越性,但在六十年代前,由于成本高限制了它的使用。到了六十年代,化工、电子及航天工业技术的发展,促使液氮的生产推向一个高潮,食品工业使用液化气体低温冻结成了现实可行的事,有关方面的研究工作大大加强了。随     

J55油管钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂的制备及其缓蚀性能

目前,对油田常用油管材料J55钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂研究不足,以油酸咪唑啉季铵盐和喹啉季铵盐为缓蚀剂主剂,配以辅助剂和表面活性剂配制了3种复配缓蚀剂,利用失重试验、扫描电子显微镜测试和电化学测试研究了3种复配缓蚀剂在油田采出水介质中对J55油管钢的缓蚀性能。结果表明:这3种复配缓蚀剂均有良好的抗CO_2腐蚀效果,其中喹啉季铵盐与硫脲复配缓蚀效果最好,高压失重试验中,缓蚀剂浓度为100 mg/L时缓蚀率可达85%以上,常压电化学测试中,缓蚀剂浓度为40 mg/L时,缓蚀剂可达97.91%;油酸咪唑啉季铵盐与硫脲复配、喹啉季铵盐与硫脲复配的缓蚀剂为抑制阳极型缓蚀剂,喹啉季铵盐与六亚甲基四胺复配的缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

离子液体中阴阳离子的特性对其吸收二氧化硫的影响

SO_2是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,弥散在空气中的SO_2对人体健康、生态环境有着严重的危害,是导致空气质量不断恶化的主要大气污染物之一。人为造成的SO_2污染物的主要来源有燃料燃烧、工业生产、交通运输等,其中燃料燃烧占70%。因此,削减和控制燃料燃烧所产生的SO_2的排放是我国能源利用和环保领域的重要研究方向,烟气脱硫是应对烟气中SO_2排放的有效途径。湿法烟气脱硫是目前应用最广泛的方法,占世界安装烟气脱硫机组总容量的85%,采用该方法处理的烟气占总处理量的80%。在湿法烟气脱硫技术中比较实用的主要包括钙法脱硫、有机胺脱硫、海水脱硫。其中,钙法脱硫的脱硫效率高,对煤种的适应性较强,但是脱硫会产生CaSO_4沉淀,降低经济效益;有机胺脱硫的系统腐蚀性小,副产品可生产硫酸,但是胺易挥发,造成吸收剂损失和环境污染;海水法脱硫的工艺简单、运行可靠,但其应用受到地域的影响,并且对环境也会产生一定的影响。离子液体是一种新兴的绿色介质,它具有环保、可再生、结构可调控的优点,为解决传统工艺中的污染问题提供了新方案。在离子液体吸收气体的过程中,吸收液不会因其挥发性而蒸发进入气相,并且可以在较低的温度下完成吸收解吸循环。离子液体的这些优良特性使其在SO_2吸收方面有着极广阔的应用前景。目前,研究者们已合成了一系列胍盐类、咪唑类、醇胺类、吡啶类等离子液体,探究其吸收SO_2的性能与机理,并根据其结构可设计的特点,在离子液体中的阴阳离子上引入各类官能团(如氰基、醚基、氨基、卤素),合成满足特定需求的离子液体,使其高效、可逆、低耗地吸收SO_2。本文总结了近年来各类离子液体吸收SO_2的性能和机理,为系统地认识离子液体在SO_2分离领域的应用提供了帮助;重点阐明了离子液体中阴阳离子的种类、官能化,尤其是酸碱性对其吸收SO_2的影响,这为调整离子液体酸碱性、合理设计离子液体的结构,探索离子液体吸收SO_2的机理,改善其对SO_2的吸收性能有着重要的价值。最后指出了目前研究中存在的问题并且对未来新型离子液体的合成进行了展望。     

复配型剪切增稠液体对非织造织物防刺性能的影响

引入"复配"的概念,制备出不同复配方式的剪切增稠液体(STF),并将该复配型STF对超高分子量无纺布进行处理,通过对STF无纺布的复合材料进行扫描电镜形貌分析以及静态防刺实验,来对复合织物的防刺性能进行研究。主要阐述了不同分子量分散介质(PEG200、PEG600)复配后的剪切增稠液与无纺布织物复合后对复合材料防刺性能的影响,发现采用不同分子量分散介质较单一分子量分散介质的STF无纺布复合织物的防刺性能好,采用复配分散介质的方式对剪切增稠液体在防刺效果上有一定程度的改善作用,在同等单位质量的情况下,此复配方式可将复合材料的防刺性能提高7.13%。     

磷酸酯类离子液体对纤维素溶解性能的研究

采用一步法合成了两种磷酸酯类离子液体:1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MMIM]DMP)和1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM]DEP),并比较了它们对纤维素的溶解性能.结果表明,两种离子液体均能在一定条件下溶解纤维素,而[EMIM]DEP表现出较优的溶解能力,再生得到纤维素膜;随着溶解温度的升高,溶解时间缩短.采用红外光谱(FT-IR)、热重失重(TGA)分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对再生前后的纤维素进行了表征.结果表明,未经活化的纤维素可直接溶于离子液体中而不发生其它衍生化反应;溶解再生后的纤维素晶型发生变化;经[EMIM]DEP溶解再生后纤维素热稳定性和聚     

六氟磷酸盐吡啶离子液体的合成及电导率研究

采用二溴丁烷和3-甲基吡啶(物质的量之比为1.0∶2.2)为原料,以异丙醇为溶剂,温度控制在70～80℃,反应4～6h,得到吡啶溴盐离子液体。用吡啶溴盐与六氟磷酸盐发生置换反应,搅拌反应4h,得到六氟磷酸盐吡啶离子液体。测定了[C4(MPy)2][PF6]2离子液体在有机溶剂中的电导率;及离子液体在不同溶剂、不同浓度、不同温度下的电导率。结果表明:溶液的电导率随着温度升高而增大;随着浓度的增大而增大。相同温度、浓度下,乙腈的电导率最大;环丁砜的电导率最小。     

DOPO-PHBA反应型阻燃剂的合成及其与TGIC复配体系对环氧树脂性能的影响

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和对羟基苯甲醛（PHBA）为主要原料,合成了一种新型的反应型阻燃剂DOPO-PHBA,利用FTIR和核磁共振谱（¹H-NMR、³¹P-NMR）对其分子结构和组成进行了分析表征。将DOPO-PHBA与异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）复配用于制备DOPO-PHBA-TGIC/环氧树脂（EP）复合材料,通过极限氧指数（LOI）、动态热机械测试（DMA）和TGA分别对DOPO-PHBA-TGIC/EP复合材料的阻燃性能和热性能进行了研究。结果表明：成功制备了DOPO-PHBA,且DOPO-PHBA-TGIC复配型阻燃剂能显著改善EP的阻燃性能,当体系磷元素的质量分数为0.6wt%时,氧指数（LOI）由24%提高至32.5%;此外不同磷含量的DOPO-PHBA-TGIC/EP复合材料的玻璃化转变温度（T_g）均保持在200℃以上并且在800℃时的残炭量不断提高,其初始分解温度和最大热失重速率均有所下降;燃烧后残炭的红外分析表明,该体系满足凝聚相阻燃机制,且DOPO-PHBA-TGIC的加入不会削弱EP的力学性能。     

离子液体对纤维素溶解性能的研究进展

纤维素是自然界含量最丰富的可再生资源,开发一种具有应用前景、环境友好、生物可降解的新型绿色溶剂成为近年来的一项主要任务。离子液体作为纤维素的非衍生化溶剂,在纤维素研究中呈现出了良好的发展态势。综述了国内外离子液体对纤维素溶解、再生的近期研究成果,分析了纤维素在溶解过程中存在的问题,并探讨了纤维素的溶解机理,提出了离子液体溶解纤维素的发展方向。     

CO_2开关型乳化剂的磁化改性及其破乳性能

为解决天然壳聚糖(CTS)作为CO_2开关型乳化剂时响应破乳不完全的问题,对CTS进行磁性Fe_3O_4纳米粒子的接枝改性;采用红外光谱和扫描电子显微镜对接枝改性产物进行表征,并测试其CO_2响应性、乳化性能及破乳效果。结果表明:磁性Fe_3O_4纳米粒子成功接入CTS,并在水中形成CTS包覆磁性Fe3O4纳米粒子的聚集体颗粒;Fe_3O_4纳米粒子的接入并不会影响壳聚糖的CO_2响应性和乳化性能;磁化改性CTS制备的乳液在CO_2作用下,不能完全破乳的情况可在磁性协同作用下发生改善,达到完全的破乳分层。     

离子液体功能化微球的制备及其吸附性能的研究

以N-乙烯基咪唑为共聚单体,聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯为交联剂,利用分散聚合法制备了粒径均匀的纳米微球(PEGDMA-Ⅵ),并通过表面改性制备了离子液体功能化纳米微球(PEGDMA-Ⅵ)@IL。采用SEM、FT-IR和XPS分别对微球形貌、结构、表面元素的化学组成和化学状态进行了表征。结果表明:(PEGDMA-Ⅵ)@IL纳米微球对L-苯丙氨酸(L-Phe)的吸附量为19.3mg/g,在短时间内即可达到吸附饱和。pH对微球吸附量的影响较显著,而且离子强度的增大也不利于微球对L-Phe的吸附。