纤维素在1-丁基-3-甲基咪唑系列离子液体中的溶解性能研究

合成了1丁基-3-甲基咪唑的乙酸盐（[bmim][Ac]）、乳酸盐（[bmim][La]）、乙醇酸盐（[bmim][Ga]）以及二氰胺盐（[bmim][Dca]）4种离子液体．测定了70℃时纤维素在这些离子液体中的溶解度，并利用。HNMR核磁研究了其溶解规律．借助傅里叶转换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA），对从[bmim][Ac]／纤维素溶液中再生纤维素的结构和热稳定性进行了表征．结果表明，4种离子液体中，乙酸根的氢键形成能力最强，离子液体[bmim][Ac]对纤维素的溶解效果最佳，而且在纤维素的溶解以及再生过程中，纤维素与[bmim][Ac]溶剂没有发生化学反应，与原料纤维素相比，再生纤维素大分子结构没有被破坏，热稳定性稍有降低．     

离子液体法制备再生竹纤维素膜及其性能

合成离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl),用以溶解聚合度为500的竹浆粕,制得再生竹纤维素膜.通过XRD(X-Ray Diffraction),FT-IR(Fourier Transform Infrared spectrometry),TG(Thermogravimetric)测试手段,研究竹浆在离子液体中再生前后结构性能的变化.结果表明:再生后竹浆的晶体形态由纤维素Ⅰ变为纤维素Ⅱ;[Bmim]Cl对竹浆的溶解属直接溶解,溶解过程不涉及化学反应;再生竹浆的热分解温度较原竹浆有所降低.离子液体法和黏胶法再生竹纤维素膜强度的比较结果表明:同等条件下,离子液体法再生竹纤维素膜的干态强度高于黏胶法再生竹纤维素膜强度.     

负载型离子液体气相催化合成1-氯丁烷

以活性碳为载体,考察了4种季铵盐类离子液体催化正丁醇和盐酸气相反应制备1-氯丁烷的性能。离子液体分别为盐酸三乙胺(［Et₃NH］Cl)、盐酸吡啶(［PyH］Cl)、盐酸N-甲基咪唑(［HMIM］Cl)和氯代1-丁基-3 甲基咪唑(［BMIM］Cl)。前3种为离子液体的前驱体,［BMIM］Cl为室温离子液体。考察了催化剂种类、反应温度、催化剂负载量和停留时间对反应的影响。结果表明,在负载量为15%,停留时间为1.5min,温度140～180℃条件下,正丁醇的转化率最高可达99%以上,1-氯丁烷的选择性最高可达98%以上。催化剂失活的原因主要是由于有机物在活性碳表面结焦所致。     

废弃棉织物的离子液体预处理与酶水解

利用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)离子液体预处理废弃棉织物,再经纤维素酶水解.通过偏振光显微镜观察棉纤维的溶解过程,采用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱表征棉织物处理前后的形貌和结构.结果表明,[AMIM]Cl处理棉织物的最佳温度和时间是110℃和90min.此条件下,[AMIM]Cl对棉织物纤维素的溶解为物理溶解,处理后纤维素的晶型由Ⅰ型转为Ⅱ型,结晶度比未处理时降低了57%.再生纤维素酶解48h后还原糖得率达96%,约为未处理的6倍.     

胶原蛋白在乙酸酯类离子液体中的溶解及再生性能

合成了2种乙酸酯类离子液体3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑氯盐([Etmim]Cl)、3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑溴盐([Etmim]Br),通过核磁共振氢谱(1H NMR)和元素分析确认目标产物化学结构。比较胶原蛋白分别在2种离子液体中的溶解能力大小,并分别探讨了4种不同再生试剂对胶原蛋白再生情况的影响,如去离子水、甲醇、乙醇、丙酮。对以([Etmim]Cl)离子液体为溶剂、甲醇为再生剂的再生前后胶原蛋白进行傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析。结果表明:2种离子液体都是胶原蛋白的直接溶剂,且([Etmim]Cl)对胶原蛋白的溶解时间比1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐[AMIM]Cl和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM]Cl缩短了15%~20%,在140℃时,[Etmim]Cl溶解固体质量分数为8%的胶原蛋白仅需15 min,同时胶原蛋白再生前后结构并未发生变化。     

离子液体法制备再生纤维素/角蛋白共混膜的研究

合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl),以其为溶剂溶解羊毛角蛋白和纤维素,并制得再生纤维素/角蛋白共混膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热失重分析仪(TGA)及强度测试仪等对共混膜的性能进行表征.测试结果表明:与单一原料组分相比,共混膜具有较高的热稳定性,但力学性能有所降低,此外,羊毛角蛋白再生前后的结构并未发生显著变化     

功能化离子液体对蚕丝的溶解性能

功能化离子液体氯化1-(2-氯乙基)-3-甲基咪唑([CeMIM]Cl)是蚕丝的优良溶剂.在100 ℃时,对脱胶蚕丝的溶解能力高达15%.向离子液体蚕丝溶液加入甲醇,可以得到再生丝素蛋白,除去甲醇后即可回收离子液体.利用IR、XRD、TGA和SEM对蚕丝和再生丝素蛋白进行了表征. IR、XRD图谱结果表明该离子液体是蚕丝的非衍生化溶剂;TGA结果表明再生丝素蛋白热稳定性有所降低,热失重残留物有所增加;SEM结果表明蚕丝在溶解前后表面形貌发生较大变化.在研究该离子液体对蚕丝的溶解和再生性能的同时,对溶解机理进行了初步探讨.     

新型深度共熔溶剂选择性分离木质素的研究

近年来,以胆碱类为代表的生物基离子液体作为木质素的优良溶剂逐渐受到广泛关注.文中基于Hansen溶解理论,设计出一种分别以乳酸(LA)和氯化胆碱(Ch Cl)为氢键供受体的新型离子液体——深度共熔溶剂(DES)作为木质素分离的溶剂.通过实验考察了常压下Ch Cl/LA摩尔比、温度、时间对木质素溶解效果的影响,确定了最佳工艺条件为Ch Cl/LA摩尔比1∶9、温度90℃、时间12h,此时木质素的溶解率达90.1%,再生木质素纯度为96.3%.紫外可见光谱(UV)及红外光谱(FT-IR)分析表明木粉中木质素经DES处理后被大量脱除;X射线衍射分析表明经预处理后的木粉中纤维素结构基本未被破坏;核磁共振谱(13C NMR)分析表明再生木质素由紫丁香基、愈创木基及少量对羟苯基结构单元组成;离子色谱分析结果表明该混合溶液中的综纤维素只有少量发生溶解.     

亚铜基离子液体催化氧化净化PH3

以自主筛选的亚铜基离子液体为催化剂及反应介质,对含PH3的混合气进行液相催化氧化净化研究.采用FT-IR对单体[bmim]C1进行构象分析,测定亚铜基离子液体的热分解温度,考察混合气中温度、O2浓度、[bmin]Cl与CuCl摩尔比对磷化氢净化效率的影响,探讨离子液体催化氧化净化PH3的可能机理.研究结果表明:合成的选择性好、稳定性高的亚铜基离子液体催化剂对PH3的净化效率长时间保持在100％.较适宜的反应温度为60℃;随着混合气中O2含量的增加,吸收液对PH3的净化效率有所提高,在氧含量为7.8％时净化效果最好;亚铜基离子液体催化体系对PH3氧化有很好的催化作用,[bmim]Cl与CuCl最佳摩尔比为1∶3.失活的催化剂经鼓氧再生后,效率依然长时间保持在97％,再生恢复性能较好.     

离子液体在超疏水银膜表面的电润湿性能

利用银镜反应在玻璃基底上制备了粗糙银膜,组装烷基硫醇后得到超疏水银膜.研究了［Emim］［BF4］、［Bmim］［BF4］、［Hmim］［BF4］、［Hmim］［Br］和［Hmim］［OTf］等一系列离子液体和不同浓度KCl水溶液在超疏水银膜表面的电润湿性能,分析了离子液体中离子体积、离子液体液滴大小,以及超疏水表面组装层的分子结构对其电润湿性能的影响.结果表明,离子液体的电润湿性能与离子体积和电荷偏离有关,与液滴体积无关,相似电导率的离子液体与KCl水溶液具有相似的电润湿性.     

[bmim]Zn_2Cl_5/NH_3溶液的比热容和过量焓

测定了离子液体[bmim]Zn_2Cl_5在T=(323.15~1 173.15)K范围内的热重曲线,结果显示[bmim]Zn_2Cl_5在T637.15 K时具有很高的热稳定性。通过DSC测试得到[bmim]Zn_2Cl_5的比热容数据,在T=(251.15~383.15)K范围内可以用一个圆锥曲线很好地拟合。实验测定了[bmim]Zn_2Cl_5(2)+NH3(1)二元体系溶液的摩尔过量焓,其中氨的摩尔分数x1=(0.60~0.95),温度值为T=288.15 K,303.15 K,318.15 K,333.15 K。采用NRTL模型对过量焓数据进行拟合,得出二元可调参数和非随机参数。过量焓数据的测量误差和最大拟合偏差分别小于4.8%和4.3%。在[bmim]Zn_2Cl_5比热容和[bmim]Zn_2Cl_5/NH3过量焓数据的基础上,计算了氨质量分数w1=(0~1)、温度范围T=(273.15~343.15)K条件下[bmim]Zn_2Cl_5/NH3溶液的焓,所得焓浓图对于研究[bmim]Zn_2Cl_5/NH3吸收式制冷系统性能至关重要。     

氯球固载化离子液体的制备及其在乙酸异戊酯合成中的应用

以氯球为载体,合成3种固载化离子液体［PS-Im-C₃H₆SO₃H］［HSO₄］, ［PS-Im-C₃H₆SO₃H］［Cl］和［PS-Im-C₃H₆SO₃H］［Br］;然后,以这3种固载化离子液体作为催化剂,以乙酸和异戊醇为原料,催化合成乙酸异戊酯.在具有最好催化性能的［PS-Im-C₃H₆SO₃H］［Cl］的催化作用下,进一步探讨反应温度、催化剂用量、酸醇的量比和反应时间对酯化产率的影响.结果表明:以［PS-Im-C₃H₆SO₃H］［Cl］为催化剂,酸醇的量比为2∶1,催化剂用量为酸醇总量的2.5%,反应温度为115 ℃,反应时间为2 h的优化条件下,乙酸异戊酯的产率最高可达96.8%,且催化剂重复使用6次后仍能保持较高的产率,稳定性较好.     

Structure Analysis of Polyacrylonitrile Polymerized in Ionic Liquids

Polyacrylonitriles （PANs） ware synthesized both by atom transfer radical polymerization （ATRP） anti free radical polymerization in ionic liquid 1 - buty - 3 - methylimidazolium chloride （[bmim]Cl）. [bmim]Cl demonstrates to be a preferable solvent for ATRP of acrylonitrile （AN）. The polymerization maintains the usual advantages of ATRP with molecular weight agrees well with theoretical value and low polydispersity （PDI = 1.15）. It is also shown the higher conversion and lower molecular weight dispersion in ionic liquid than in dimethylformamide （DMF）. From FTIR and NMR analysis, it is confirmed that the chemical structures of PANs synthesized in [bmim]Cl were identical with that obtained in DMF. In atom transfer radical polymerization, the methine and cyan carbon atoms in isotactic configuration for PAN produced in [bmim] Cl have a configuration consisting of about 55.5% isotactic diads. It is higher than that obtained in DMF which is 52.2%. So, ionic liquid has effect on the stereostructure of PANs. Further analysis of ^13C NMR spectra indicated that the isotacticity of PAN synthesized by free radical polymerization was lower than that of PAN prepared by ATRP, although both of them were random in stereoregularity. Besides the pentad tacticities of PANs also suggested that the sequence distributions of them all obey Bernoulli statistics.     

利用CuCl-[bmim]Cl离子液体脱除燃料油中硫化物

面对新世纪清洁燃料生产的新机遇和新挑战,各种生产清洁燃料的技术正在竞相开发,尤其是低硫、超低硫汽油与柴油生产技术的研发更加深入。利用自制的CuCl-[bmim]Cl离子液体对汽油和柴油进行了脱硫试验,考察了摩尔比、离子液体加入量、脱硫时间以及脱硫温度对汽油、柴油脱硫效果的影响。结果表明,CuCl-[bmim]Cl离子液体对于汽油的脱硫效果较好,脱硫率可达67.1%;对柴油脱硫效果较差,脱硫率仅为30.08%。     

硫酸氢根吡啶催化制备乙酸正丁酯的酯化反应精馏过程模拟

采用离子液体硫酸氢根吡啶（[Hpy][HSO4]）作为催化剂,对乙酸和正丁醇在反应精馏塔中进行酯化反应生成乙酸正丁酯的过程进行模拟研究。在缺乏实验数据的情况下,使用真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)方法预测了离子液体与其他物质的汽液相平衡,得到了离子液体与反应体系的二元交互参数。基于共沸精馏概念设计了带有分相器的反应精馏塔,实现了离子液体的循环利用。分析了反应精馏塔总塔板数、进料模式、进料塔板位置、再沸器热值和塔板持液量对于产品质量和乙酸转化率的影响,结果表明,当反应精馏塔塔板总数为28,反应物从第4块塔板同时进料,离子液体从第2块塔板进料,且塔板持液量为0.05m3时,乙酸正丁酯纯度和乙酸转化率均可达99.9%。     

N-丁基吡啶六氟磷酸盐离子液体异构体的晶体结构及其异构化对热性质的影响

以具有直链或支链结构的溴代正丁烷、溴代异丁烷为烷基化试剂,设计合成了互为异构体的N-正丁基吡啶六氟磷酸盐([n-C4pyr][PF6])和N-异丁基吡啶六氟磷酸盐([i-C4pyr][PF6])离子液体,在配比为V甲醇：V甲苯=1∶3和V乙醇∶V甲苯= 1∶3的混合溶剂体系中,培养出了晶型完整的异构体单晶体,并通过单晶X衍射技术,确定了异构体单晶体的晶体结构。[n-C4pyr][PF6]属于单斜晶系,空间群为P2(1)/n,晶胞参数为a=2.62(3)nm, b=0.68(7)nm,c=0.72(7)nm,α=90.00(4)°,β=90.00(5)°,γ=90.00(4)°,Z=4.00,V=1.27(2)nm3,Dc=1.47mg/m3,μ=0.27mm-1,F(000)=576.00;[i-C4pyr][PF6]属于单斜晶系,空间群为P2(1)/c,晶胞参数为a=1.06(19)nm,b=0.97(18)nm,c=1.33(3)nm,α =90.00(4)°,β=113.00(3)°,γ=90.00°(4)°,Z=4.00,V=126.33(4)nm3,Dc=1.48mg/m3,μ=0.27mm-1,F(000=576.00。晶体结构分析表明：N-丁基吡啶六氟磷酸盐离子液体异构体的空间群存在一定的联系,P2(1)/n属于P2(1)/c的变型,异构化影响了阴阳离子之间的相互作用以及晶体堆积的空间网络形成,异构化对N-丁基吡啶六氟磷酸盐离子液体异构体的晶格能的影响显著,对热分解温度的影响较小;异构体的熔点相差29.10℃而凝固点相差为14.57℃,在冷却结晶过程中均出现过冷现象,进一步有效验证了其晶体学的研究结果。     

基于Wilson、UNIQUAC和NRTL活度系数模型的离子液体体系的相平衡比较

对Wilson、通用似化学(UNIQUAC)和非随机双液(NRTL) 3种活度系数模型在离子液体体系中的相平衡应用进行了系统的比较。考察了酮类、烃类、酯类、醇类、醚类和水6类溶质与离子液体组成的二元体系,对3种活度系数模型进行了参数回归,得到了二元交互作用参数。以拟合较好的丙酮/甲醇二元体系为例,预测了丙酮/甲醇/[EMIM][triflate]三元体系的温度-组成,并与实验进行了比较。结果表明,无论在回归或是在预测中,NRTL活度系数模型均能取得满意的效果;而Wilson和UNIQUAC模型依赖于特定的体系组成,回归效果不太稳定,并且对三元体系的预测能力也有不足。     

离子液体催化甘油合成三醋酸甘油酯

采用两步法合成离子液体——正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵,并用FT-IR,¹H NMR和¹³C NMR对其结构进行表征.以该离子液体为催化剂,考察反应时间、反应温度、物料配比和离子液体用量对纯甘油与醋酐合成三醋酸甘油酯的产率的影响规律.结果表明:当反应温度为100 ℃,反应时间为3 h,n(甘油)∶n(醋酐)∶n(离子液体)=1.0∶4.0∶0.1时,三醋酸甘油酯的产率最高可达到96%.用甲苯萃取三醋酸甘油酯,回收得到的离子液体循环使用3次,三醋酸甘油酯的产率没有明显下降,说明离子液体的稳定性和循环使用性较好,且催化合成生物柴油时,离子液体的用量正好适用于继续催化副产物甘油与醋酐发生酰化反应生成三醋酸甘油酯.     

离子液体中硅锗膜共沉积过程的反应特性

采用电沉积法,在[EMIm]Tf2N离子液体中选取恒电位制备SiGe膜.为考察SiGe在工作电极表面的反应特性,在[EMIm]Tf2N离子液体中测试不同扫描速率下的循环伏安(CV)曲线,并利用扫描电镜和能谱分析研究SiGe膜的表面形貌和组分.结果表明,[EMIm]Tf2N离子液体中SiGe的共沉积是受扩散控制的非可逆电极过程;在该离子液体中,SiGe共沉积的平均阴极传递系数α=0.175,扩散系数D0=6.64×10-7 m/s.