缓蚀剂1,3-二烷基咪唑的合成及其缓蚀性能研究

采用一步法合成了1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)和1-己基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)等两种烷基咪唑离子液体,并通过电化学阻抗、动电位极化和失重法研究[BMIM]Br和[HMIM]Br对15Mn碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀行为。研究结果表明:此两种缓蚀剂在1 mol/L盐酸溶液介质中对碳钢都有良好的缓蚀效果,其缓蚀效率都随着缓蚀剂的浓度的升高而增大,在同浓度条件下,缓蚀效率顺序为:[HMIM]Br[BMIM]Br。动电位极化曲线测量表明此两种1,3-二烷基咪唑溴盐的加入对碳钢的阴阳极腐蚀过程都具有抑制作用,[BMIM]Br和[HMIM]Br属于混合型缓蚀剂。同时计算了相关热力学参数如吸附平衡常数(Kads)以及标准吸附自由能(ΔGads)来阐述缓蚀剂的缓蚀机制,热力学计算说明[BMIM]Br和[HMIM]Br在碳钢表面发生了自发的物理吸附。     

离子液体用于燃油萃取脱硫的选择与过程优化

针对基于COSMO-SAC模型分子设计方法的准确性问题,采用离子液体脱硫机理分析和实验的方法对其进行了验证,即对[HMIM][BF_4]、[HMIM][PF_6]、[BMIM][BF_4]、[BMIM][PF_6]、[EMIM][BF_4]、[EMIM][PF_6]6种离子液体作萃取剂时的脱硫效果进行了脱硫机理的分析和实验的验证,得到的脱硫性能排序与离子液体分子设计结果基本一致,且均认为[HMIM][PF_6]脱硫率较高。以[HMIM][PF_6]为萃取剂,通过液相色谱法测定萃取后的液相组成,考察萃取时间、萃取温度、剂油比3个因素对脱硫率、分配系数和选择性系数的影响。通过正交实验设计确定了萃取时间40 min、萃取温度20℃、剂油比2:1为较优操作条件,单次脱硫率为72.74%,四级萃取可将模型油的含硫量由1200μg·g~(-1)降至6.98μg·g~(-1),符合国Ⅴ标准。     

γ-Al_2O_3负载型多胺基离子液体对CO_2的吸附特性

以γ-Al_2O_3载体,采用浸渍-蒸发法制备负载型多胺基离子液体(X[BF_4]/γ-Al_2O_3,X=[EDTAH]、[DETAH]、[TETAH]、[TEPAH]),以CO_2摩尔吸附量和平均CO_2吸附速率为评价指标,优选出对CO_2吸附效果最优的[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3负载型离子液体,其对CO_2的吸附容量和平均吸附速率分别达到0.886 mmol CO_2/(g·SILs)和5.907×10~(-2)mmol CO_2/[(g·SILs)·min],进一步考察在不同温度、气体流量和负载比条件下该负载型离子液体对CO_2的吸附特性。结果表明,多胺基离子液体和载体共同影响着负载型离子液体对CO_2的吸附性能;[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3吸附CO_2的最佳条件为负载比0.5:1~1:1、气体流量100 mL/min、温度60℃。     

离子液体应用于乙酸乙酯-乙醇体系萃取精馏

在101.32 kPa下,利用改进的othmer平衡釜测定了乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]~+[BF_4)~-体系的等压汽液相平衡数据.实验结果表明:离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-具有明显的盐析效应,能够增大体系的相对挥发度,当离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-在体系中的摩尔分数大约为10%时,体系的共沸点消失,而且随着[OMIM]~+[BF_4)~-含量的增加,体系的相对挥发度逐渐提高,这说明离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-有潜力作为萃取剂应用在乙酸乙酯.乙醇的萃取精馏中;采用NRTL方程对实验数据进行了关联和预测,关联结果的平均相对偏差为3.12%,汽液平衡的预测结果和实验结果吻合程度良好,利用剩余曲线进一步分析了[OMIM]~+[BF_4)~-应用于乙酸乙酯-乙醇体系的萃取精馏的可行性.     

基于离子液体的“可设计性”和“软酸”性质萃取分离电镀污泥中Cr~(6+)/Fe~(3+)

基于离子液体的"可设计性"和"软酸"性质对于其在电镀污泥酸浸液中铬铁萃取分离方面的应用及其机理进行研究。结果表明:咪唑环上烷基链的长度对于铬铁萃取分离效果有较大的影响,阴离子为[BF_4]~-的离子液体对于铬铁萃取分离能力大于阴离子为[PF_6]~-的离子液体。在所研究的离子液体中,[Omim][BF_4]对于铬铁具有较好的萃取分离效果,实现了电镀污泥中铬铁分离。结合斜率法、红外光谱分析、Raman光谱分析,[Omim][BF_4]萃取铬符合离子缔合机理,可推测[Omim][BF_4]咪唑阳离子与Cr_2O_7~(2-)阴离子形成离子缔合物而进入有机相,达到萃取分离,从而实现电镀污泥资源化目的,具有一定的应用性。     

离子液体催化麻疯树果油制备生物柴油

通过两步法制备了一种酸性功能化离子液体[BSO3HMIM]HSO4,以麻疯树果油为原料,考察了离子液体[BSO3HMIM]HSO4催化下,甲醇和麻疯树果油酯交换制备生物柴油的性能。结果表明,当醇油摩尔比为12,离子液体[BSO3HMIM]HSO4用量为6%,反应时间为5h,反应温度为120℃时,生物柴油收率可达93.4%,且离子液体[BSO3HMIM]HSO4具有较好的重复使用能力,重复使用6次后,生物柴油的收率没有明显降低。     

亲水性咪唑鎓偶氮苯基离子液体的合成及光控离子传导应用

光响应偶氮苯基离子液体因其偶氮苯基异构可调控性质而备受关注。研究合成了一种新型偶氮苯基离子液体,1-丁基-3-(4-苯基偶氮苄基)咪唑四氟硼酸酯([Azo][BF_4]),其结构经FT-IR、~1H NMR表征,并测试其水溶液在不同光照条件下的传导性能。结果表明:[Azo][BF_4]水溶液可通过光调控微观结构变化影响宏观离子传导率,为离子液体自组装研究提供基础。     

[NH_2-emim]Br/[Bmim]BF_4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-(2-胺乙基)-3-甲基咪唑溴盐([NH_2-emim]Br),用~1H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH_2-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 m S·cm~(-1),CO_2的溶解饱和度82%(摩尔分数),将不同含量的[NH_2-emim]Br与[Emim]BF_4、[Bmim]BF_4、[Bmim]PF6组成二元复合离子液体,并用于CO_2电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO_2在[NH_2-emim]Br(0.5%)-[Bmim]BF_4复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF_4正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm~(-1),是一种较好的CO_2电化学还原离子液体体系。     

离子液体在甲醇/硫酸介质中对Q235钢表面的缓蚀性能

探究硫酸存在时Q235钢在甲醇中的腐蚀行为,以及离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）对金属表面的缓蚀作用。通过静态失重法、电化学测试、扫描电子显微镜来测定[Bmim]Cl对Q235钢的缓蚀性能。并利用量子化学计算和分子动力学模拟分析[Bmim]Cl分子的缓蚀机理。在甲醇中随着硫酸含量的增加碳钢的腐蚀速率增加。含有59.51 ml 0.05 mol·L^-1 H₂SO₄的甲醇溶液作为腐蚀介质时,随着[Bmim]Cl浓度升高,缓蚀效率逐渐增大,当浓度为0.6 mol·L^-1时,缓蚀效率达到最佳值,为90.63%,且[Bmim]Cl是主要控制阳极反应的混合抑制剂,SEM分析表明在含有缓蚀剂溶液中浸泡后的Q235钢表面相对于未加缓蚀剂更加平整。前线轨道分析和Fukui指数都表明,离子液体在碳钢表面的吸附位点分布在咪唑环上,与Fe发生化学吸附。分子动力学模拟结果表明缓蚀剂分子以阳离子[Bmim]⁺平行吸附于金属表面,阴离子Cl^-扩散在溶液中的方式达到缓蚀的效果。理论计算结果与实验结果一致,即[Bmim]Cl在甲醇/硫酸水溶液中对Q235钢具有很好的缓蚀作用,为新型离子液体缓蚀剂研究应用奠定了基础。     

氢氟烃在离子液体[HMIM][PF_6]中的扩散系数和亨利常数

氢氟烃+离子液体是一种非常有潜力的吸收式制冷循环工质对。利用压力衰减法测量了303.15~343.15K范围内6种氢氟烃(R32、R125、R161、R143a、R1234yf、R152a)在离子液体1-已基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM][PF_6])中的扩散系数和亨利常数。结果表明:6种氢氟烃在[HMIM][PF_6]中的扩散系数和亨利常数均随着温度的升高而增大。在6种氢氟烃中,因R32在[HMIM][PF_6]中具有较大的溶解度和扩散系数,所以R32+[HMIM][PF_6]较适合作为吸收式制冷循环的工质对。最后,采用Arrhenius方程对6种氢氟烃在[HMIM][PF_6]中的扩散系数和亨利常数进行了关联,计算结果与实验数据的平均绝对相对偏差分别小于2.5%和6.0%。     

吡啶离子液体中氯化亚铜纳米粒子催化合成酮代紫罗兰酮

吡啶离子液体[Epy]BF_4或[Bpy]BF_4结合简单铜盐和叔丁基过氧化氢为酮代紫罗兰酮的合成提供了一种有效和环境友好的方法.生成的目标产物3-酮代-α-紫罗兰酮和4-酮代-β-紫罗的收率分别可达70%和56%,该方法的反应介质[Bpy]BF_4和催化剂氯化亚铜可回收再利用5次.     

咪唑型离子液体/苯两相体系下不对称催化氢化合成手性泛内酯

以咪唑型离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF_4)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF_4)、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BMIM]Tf_2N)与甲苯为溶剂,将膦配体Ⅰ～Ⅴ应用于手性泛内酯的不对称加氢过程中,配体Ⅲ在[EMIM]BF_4/苯两相体系下获得了相对较高催化活性和对映选择性。该手性催化剂循环5次仍能保持较高的催化活性和对映选择性。     

活性炭负载离子液体吸附除Cr(Ⅵ)研究

通过浸渍法将氯化-1-己基-3-甲基咪唑([HMIM]Cl)负载到活性炭(AC)上,利用傅里叶红外光谱(FTIR)对[HMIM]Cl/AC吸附剂结构进行表征,并将[HMIM]Cl/AC应用于Cr(Ⅵ)的吸附性能研究,考察了吸附剂用量、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH因素对吸附率的影响。结果表明,[HMIM]Cl/AC相对AC对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附性能,在Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L、吸附剂用量为0.3 g、超声时间为20 min时,Cr(Ⅵ)离子的去除率达到96.5%,且其吸附过程符合Langmuir、Freundlich、Temkin三种等温吸附模型。     

活性炭负载离子液体吸附除Cr(Ⅵ)研究

通过浸渍法将氯化-1-己基-3-甲基咪唑([HMIM]Cl)负载到活性炭(AC)上,利用傅里叶红外光谱(FTIR)对[HMIM]Cl/AC吸附剂结构进行表征,并将[HMIM]Cl/AC应用于Cr(Ⅵ)的吸附性能研究,考察了吸附剂用量、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH因素对吸附率的影响。结果表明,[HMIM]Cl/AC相对AC对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附性能,在Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L、吸附剂用量为0.3 g、超声时间为20 min时,Cr(Ⅵ)离子的去除率达到96.5%,且其吸附过程符合Langmuir、Freundlich、Temkin三种等温吸附模型。     

氢氟烃在离子液体[HMIM][PF6]中的扩散系数和亨利常数

氢氟烃+离子液体是一种非常有潜力的吸收式制冷循环工质对。利用压力衰减法测量了303.15～343.15 K范围内6种氢氟烃（R32、R125、R161、R143a、R1234yf、R152a）在离子液体1-已基-3-甲基咪唑（钅翁）六氟磷酸盐（[HMIM][PF₆]）中的扩散系数和亨利常数。结果表明：6种氢氟烃在[HMIM][PF₆]中的扩散系数和亨利常数均随着温度的升高而增大。在6种氢氟烃中，因R32在[HMIM][PF₆]中具有较大的溶解度和扩散系数，所以R32+[HMIM][PF₆]较适合作为吸收式制冷循环的工质对。最后，采用Arrhenius方程对6种氢氟烃在[HMIM][PF₆]中的扩散系数和亨利常数进行了关联，计算结果与实验数据的平均绝对相对偏差分别小于2.5%和6.0%。     

不同碳链长度的离子液体对蛋白核小球藻的毒性影响研究

研究了三种不同碳链长度的咪唑类硝酸盐离子液体1-癸基-3-甲基咪唑硝酸盐([DMIM]NO_3)、1-辛基-3-甲基咪唑硝酸盐([OMIM]NO_3)、1-己基-3-甲基咪唑硝酸盐([HMIM]NO_3)对蛋白核小球藻的急性毒性的影响。结果表明,[DMIM]NO_3、[OMIM]NO_3、[HMIM]NO_3对蛋白核小球藻的半生长抑制浓度(IC_(50)-96h)分别是0.23mg/L、2.52mg/L、3.81mg/L,离子液体碳链中碳原子数越多,其IC_(50)越小,对蛋白核小球藻的毒性作用越大。三种离子液体的毒性大小:[DMIM]NO_3[OMIM]NO_3[HMIM]NO_3。     

离子液体对乙腈-水体系汽液平衡的影响

测定了恒压下乙腈-水-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]~+[BF_4]~-)和乙腈-水-1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐([EMIM]~+[NO]_3]~+)的汽液平衡数据,采用NRTL模型对实验数据进行了关联,最大偏差为-0.0306.结果表明,离子液体可以破坏乙腈-水的共沸点,增大乙腈-水在乙腈浓度较高时的相对挥发度.乙腈-水体系的相对挥发度随着离子液体亲水性的增强而增大.     

离子液体在银杏叶黄酮分离纯化中的应用

目的:本文就银杏叶中银杏黄酮的分离纯化进行研究,建立了离子液体/盐双水相体系分离纯化银杏黄酮的新方法,为银杏黄酮的开发应用提供了科学依据。方法:将银杏叶进行粗提取,测定其黄酮总量。应用溴化1-辛基-3-甲基咪唑[C_8mim]BF_4和溴化1-丁基-3-甲基咪唑[C_4mim]BF_4分别与(NH_4)_2SO_4组成的双水相体系纯化银杏黄酮,探讨离子液体与盐浓度、体系温度对银杏黄酮萃取效率的影响。结果:以槲皮素作对照品用高效液相定性测定,发现离子液体并没有改变银杏黄酮的化学结构。结论:离子液体双水相体系实现了对银杏黄酮粗提取物的分离、纯化。     

含离子液体乙腈-正丙醇体系的等压汽液平衡

常压(101.3 kPa)下, 测定了如下体系的汽液平衡数据:乙腈-正丙醇-氯化1-苄基-3-甲基咪唑([BzMIM][Cl])、乙腈-正丙醇-溴化1-苄基-3-甲基咪唑([BzMIM][Br])、乙腈-正丙醇-溴化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM][Br]), 考察了3种离子液体对乙腈-正丙醇体系相平衡行为的影响。实验结果表明, 3种离子液体都能够提高乙腈对正丙醇的相对挥发度, 3种离子液体提高相对挥发度的顺序为 [BzMIM][Cl] > [BzMIM][Br] > [HMIM][Br]。用NRTL模型对测得的汽液平衡数据进行了关联, 关联结果与实验结果具有良好的一致性。     

萃取精馏分离异丙醇-乙腈共沸物系工艺模拟

采用Aspen Plus模拟软件,对以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[EMIM][BF_4]为萃取剂,模拟了萃取精馏分离异丙醇-乙腈共沸物系的工艺流程。使用灵敏度分析工具优化得出萃取精馏塔的最佳工艺参数是:全塔理论板数26,离子液体和原料进料位置分别为第3块、第11块塔板,回流比为0.9,溶剂比为1.6。在最佳的工艺条件下,塔顶产品异丙醇的质量分数达到99.9%,满足分离要求。说明[EMIM][BF_4]作为分离异丙醇-乙腈共沸物系的萃取剂具有工业前景。