离子液体[Pmmim][SCN]+乙腈二元混合体系的热力学性质及超额性质研究

文中合成并表征了一种新型离子液体1-丙基-2,3-二甲基咪唑硫氰酸盐([Pmmim][SCN]).并将该离子液体与有机溶剂乙腈(ACN)混合,制备成全浓度二元混合体系.对288.15 K,298.15 K,308.15 K,318.15 K温度下这种新型离子液体及其混合体系的密度、电导率和粘度进行了测定.根据Vogel-Fulcher-Tamman(VFT)方程和Arrhenius方程对二元混合体系的粘度、电导率进行拟合,并对体系粘度、电导率随温度的变化情况进行了描述.此外还根据经验和半经验公式估算了离子液体的热膨胀系数、分子体积、标准熵和晶格能.最后计算了该混合体系的超额摩尔体积和粘度偏差,结果表明全浓度体系范围内的超额摩尔体积和粘度偏差均呈现负值,说明了离子液体与溶剂分子之间存在氢键作用.     

离子液体[C_3CNmim][BF_4]与AN二元体系的热力学性质、超额性质及氢键作用

制备了一种新型的1-氰丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([C_3CNmim][BF_4])与乙腈(AN)的全浓度二元混合体系.在大气压力下,分别在288.15 K,298.15 K,308.15 K和318.15 K温度条件下测定了全浓度二元混合体系的密度、粘度、电导率等热力学性质,并根据密度值及经验方程计算了二元混合体系的超额摩尔体积,讨论了体系的超额摩尔体积与组分、温度之间的变化关系.另外,还根据Vogel-Fulcher-Tamman(VFT)方程对二元混合体系的动态粘度、电导率进行拟合,并对体系的动态粘度、电导率的对温度的依赖性进行了描述,计算出了VFT可调经验参数.最后,通过密度泛函理论计算了离子液体与溶剂分子间的作用能,并且讨论了二元体系内部氢键的相互作用.     

3-甲基-N-丁基吡啶三氟甲基磺酸酰亚胺盐与醇类溶剂的二元混合体系的电导率性质研究

本文设计合成了一种新型疏水性离子液体——3-甲基-N-丁基吡啶甲基磺酸酰亚胺盐（[C4M3Py][NTf2]）,并进行了表征,测量了这种离子液体分别与甲醇、乙醇、异丙醇所组成的3种混合体系的电导率值。结果显示混合体系的电导率与纯离子液体的电导率相比有显著的增大趋势,三种混合体系的电导率强度顺序为k（[C4M3Py][NTf2]＋甲醇）〉k（[C4M3Py][NTf2]＋乙醇）〉k（[C4M3Py][NTf2]＋异丙醇）,并用Castell-Amis经验方程对离子液体浓度与混合体系电导率之间的关系进行了描述。     

手性离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乳酸盐及其与水二元混合物的体积性质和表面性质

在293.15~343.15 K和常压下对手性离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乳酸盐的密度和表面张力进行了测定,并根据密度和表面张力对其体积性质和表面性质进行了计算;在298.15~318.15 K和常压下,对离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乳酸盐与水二元混合物的密度和表面张力在全摩尔浓度范围内进行了测定。在此基础上,对二元混合体系的过量摩尔体积进行了计算,根据Redlich-Kister方程对其进行了拟合,并对体系的热膨胀系数、偏摩尔体积、过量偏摩尔体积以及离子液体和水的表观摩尔体积进行了讨论,对二元混合物的表面性质进行了计算。     

氨基化离子液体[NH2-Pmim][BF4]与乙腈二元体系的热力学性质研究

制备了一种新型氨基化离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([NH_2-Pmim][BF_4])与乙腈(ACN)的全浓度二元混合体系,在大气压力下,对288.15 K～333.15 K下全浓度二元混合体系的密度、电导率等热力学性质完成了测定,采用Vogel-Fulcher-Tamman(VFT)方程描述了二元混合体系电导率与温度的变化关系.根据经验方程计算了此体系的超额摩尔体积V~E,讨论了体系的超额摩尔体积与组分、温度之间的变化关系,由V~E的变化趋势讨论了体系内部分子的体积堆叠情况.     

离子液体[Emim][Ac]与MDEA二元体系的热力学性质及在二氧化碳吸附中的应用

制备了一种新型的1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体([Emim][Ac])与N-甲基二乙醇胺(MDEA)的二元混合体系,在不同的温度下,测定了该混合体系在全浓度范围内的密度、粘度等热力学性质.并根据Vogel-Fulcher-Tamman(VFT)方程对其粘度性质进行了描述,还通过密度及经验方程对超额摩尔体积进行了估算.将二元体系在常温常压下进行了CO_2气体的吸附实验,研究了二元体系的组分及CO_2吸收时间对吸收性能的影响.最后通过密度泛函理论研究了二元体系内部的相互作用及二元体系与CO_2的相互作用.实验表明,离子液体混合体系对CO_2具有很强的吸附能力,极具应用潜力.     

SDS/[Cnmim]Br/H2O体系的双水相性质

研究了咪唑类离子液体[Cnmim]Br与传统阴离子表面活性剂SDS混合水溶液的性质,结果显示混合水溶液性质随咪唑阳离子上烷烃链长的变化而呈现出明显的不同。当离子液体取代烷基链的碳数大于或等于6时,混合体系可以自发地分为共存的两相,即双水相。共存的两相界面清晰、性能稳定且能有效萃取染料二甲酚橙,有望成为新型高效的分离体系,在生物活性物质的纯化、分离中发挥作用。混合体系中离子液体和传统表面活性剂相对含量的改变引起混合溶液中表面活性剂聚集体尺寸和形态的变化,最终导致双水相上、下两相表观现象的差异。此外,离子液体、SDS头基间库仑力作用、烷烃链的疏溶剂力以及离子液体与SDS的协同效应,是形成溶致液晶的重要驱动力,导致较低浓度下十字花纹理层状液晶(LC)的生成。     

咪唑类脯氨酸离子液体水溶液体积性质

在298.15～323.15 K的温度范围内,分别测定了1-丁基-3-甲基咪唑脯氨酸盐[C4mim][L-Pro]、1-己基-3-甲基咪唑脯氨酸盐[C6mim][L-Pro]和1-辛基-3-甲基咪唑脯氨酸盐[C8mim][L-Pro]这3种咪唑类脯氨酸离子液体与水组成的二元混合溶液在全部组成范围内的密度,计算了混合溶液的过量摩尔体积和无限稀释偏摩尔体积,并用相关经验公式进行了拟合。结果表明,混合溶液的密度均随温度的升高而线性减小;当温度和组成一定时,混合溶液的密度随离子液体阳离子上烷基链长度的增加而减小;3种混合溶液的过量摩尔体积均为负值;在相同温度下,3种离子液体和水的无限稀释偏摩尔体积均小于纯离子液体和纯水的摩尔体积,并且下降幅度随离子液体烷基链长度的增加而减小。     

离子液体双相体系中的生物催化维生素D_3羟基化反应

为探究离子液体双相体系中蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)HDZJU1-11羟基化维生素D_3的生物催化反应,比较了5种离子液体([PrMIm][PF6],[BMIm][PF6],[BMIm][NTf2],[HMIm][PF6],[OMIm][NTf2])对底物的溶解能力以及与实验菌株的生物相容性;优化了离子液体双相体系中相比(水相与离子液体相的体积比)、pH及底物浓度等条件,选择[BMIm][PF6],[BMIm][NTf2]及[OMIm][NTf2]作为构建双相体系的离子液体.对[BMIm][PF6]/水双相体系而言,菌体生长12h后进行转化,相比为4∶1,水相pH为7.5,离子液体中底物浓度为0.5mg/mL时,24h后产物25-羟基维生素D_3浓度最高达0.38mg/mL.结果表明,离子液体双相体系可成功应用于蜡状芽孢杆菌羟基化维生素D_3的转化反应,为放大实验与工业化生产提供了理论支持.     

室温离子液体FeCl_3-BPC体系的研究

在充有高纯氮气的干燥手套箱内,将无水FeCl3和氯化正丁基吡啶混合,用称重法准确配制不同组成FeCl3和BPC混合样品,利用DSC方法绘制了FeCl3BPC二元体系相图·提出了室温离子液体窗口和室温离子液体深度两个概念,用来衡量形成室温离子液体的能力及其性质·根据相图,指出了这个体系能形成含过渡金属的室温离子液体,有一定宽度的室温离子液体窗口和室温离子液体深度     

微分电容法研究离子液体-二氯乙烷混合体系的电化学双电层结构

本文用循环伏安法和电化学阻抗法研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸([Bmim][OTf])和1,2-二氯乙烷(DCE)混合体系在金电极上的界面微分电容,并和纯离子液体体系进行了比较.纯离子液体体系中,微分电容曲线为类驼峰型,阴离子[OTf]-在较正的电位下在金电极表面发生特性吸附.在混合体系中,不仅电导率明显增加,相应的电容值也有明显地增大,并且在零电荷电位处达到了最大值(此时离子液体的浓度为1mol/L).分别根据不同体系的微分电容结果,对相应的双电层结构进行了解释.     

室温离子液体EMIGaCl4和GaCl3混合物体积性质的研究

用GaCl3和EMIC混合制成室温离子液体EMIGaCl4,测定了它的Raman光谱,利用基集6—31G^*的Harfree—Fock量子化学从头算估算了GaCl4^-,Ga2Cl7^-,GaCl3的结构、键长、Raman频率和能量,并用密度法测定了不同温度下以室温离子液体EMIGaCl4为溶剂GaCl3的表观摩尔体积和热膨胀系数,讨论了离子间相互作用,指出了在GaCl3／EMIC体系中,当GaCl3过量时,可能发生GaCl3 GaCl4^-—Ga2Cl7^-反应．Raman光谱和量子化学从头算也进一步证实了这个看法。     

[BF4]、[PF6]离子液体及其与DMF二元体系在293.15～353.15K下的密度和体积性质

为获得离子液体与有机物物理性质的数据,常压下,293.15～353.15K温度范围内,分别测定了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])2种咪唑类离子液体以及它们和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)构成的2个二元体系的密度。利用实验数据计算了溶液的超额摩尔体积(VE),结果均为负值,表明离子液体与DMF之间存在离子-偶极作用和填隙效应。分别用一次线性方程和二次多项式方程关联出密度随温度和DMF浓度的变化关系,结果比较满意。     

离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴化盐对番茄种子萌发及幼苗生长的影响

用不同质量浓度(0、3、6、9、12、15mg·L-1)的离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴化盐([C6mim]Br)水溶液对番茄金顶一号品种进行浸种和苗期水培,研究了种子萌发、幼苗形态以及幼苗叶片生理生化的变化.结果表明,当离子液体质量浓度9mg·L-1时,种子发芽率比对照降低差异显著;当离子液体质量浓度6mg·L-1时,根长和苗长比对照降低差异极显著.本研究所设的所有离子液体质量浓度均使番茄幼苗叶片中叶绿素含量比对照降低差异显著,尤其是当9mg·L-1时则差异极显著.幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)在离子液体质量浓度为6~12mg·L-1和15mg·L-1时分别比对照降低达显著与极显著水平,当离子液体质量浓度12mg·L-1时,POD活力比对照降低差异极显著.处理组幼苗叶片中超氧阴离子(O2·-)产生速率和丙二醛(MDA)含量分别在离子液体质量浓度6mg·L-1和9mg·L-1时比对照增加,达极显著差异水平.在本试验条件下,离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴化盐对番茄种子萌发和幼苗生长均具有明显的抑制效应.     

四苯硼钠、四丁基溴化铵和溴化钠在二肽-水混合溶剂中的电导性质

采用电导法测定了298.15 K时四苯硼钠(NaBPh4)、四丁基溴化铵(NBu4 Br)和溴化钠(NaBr)在二肽-水混合溶剂中的电导率,进而计算得到了3种电解质在这些体系中的极限摩尔电导率及其组成离子的极限摩尔电导率、归一化walden值R和Stokes半径.结果表明,3种电解质在二肽一水混合溶剂中的极限摩尔电导率随二肽-水溶液中肽浓度的增加而减小,这是由混合溶剂微观黏度的增加和电解质被肽优先溶剂化引起的.在结构性强的肽水溶液中,结构破坏性离子Na+和Br-比结构促进性离子BPh-4和NBu4+有较大的R值,且Na+和Br-的stokes半径随肽浓度的增加而增大的幅度较小,说明在二肽-水混合溶剂中,BP4-和NB4+被溶剂化的程度更大,离子在溶剂中的行为主要受溶剂结构因素的影响.     

硅胶固定化季铵SO_3H型离子液体的合成与性能

以硅胶为载体,γ-氯丙基三乙氧基硅烷（NQ-53）为偶联剂,哌啶和1,4-丁烷磺内酯为反应性功能基,p-CH3PhSO3H,CF3COOH,H2SO4和HBF4为质子酸,设计合成了4种新型硅胶固定化季铵SO3H型酸性离子液体.分别经红外光谱、元素分析和TG分析测定了离子液体的功能基结构和稳定性,并用紫外光谱法测定了其Hamm ett酸度.初步探讨了H＋促进下4种离子液体对合成乙酸异戊酯的催化性能.结果表明,酸性离子液体的Hamm ett酸度函数H0在0.67—0.82,酯化反应体系中若有少量无机酸的参与,可有效地提高乙酸异戊酯的收率,反应体系中加入1.0 g离子液体和1.0 mL浓盐酸,乙酸异戊酯的收率为67.7%,比采用盐酸或离子液体单组分催化时酯的产率提高了20%—40%.该合成方法操作简单,产物与离子液体容易分离,离子液体可重复利用.     

3种离子液体对脂肪酶催化鱼油酯交换产物ω-3脂肪酸的影响

分别以离子液体[BMIM][BF_4]、[BMIM][PF_6]和[BMIM][Tf_2N]为反应介质,对ω-3脂肪酸(EPA和DHA)质量分数为30.02%的甘油三酯型鱼油和74.38%的乙酯型鱼油进行酶法酯交换反应.首先测定离子液体中特异性脂肪酶TLIM、猪胰脂酶与非特异性脂肪酶Novozyme435的酶活,进一步探究3种离子液体对脂肪酶催化鱼油酯交换产物ω-3脂肪酸的影响.结果表明:上述脂肪酶在3种离子液体中的酶活均显著上升;与非离子液体体系相比,上述离子液体能够在鱼油酶法酯交换反应中使反应产物甘油三酯ω-3脂肪酸的平均得率提高20%以上.其中,当[BMIM][Tf_2N]添加量为4%(质量分数)时,TLIM催化鱼油酯交换产物甘油三酯的EPA和DHA总质量分数达到63.65%,较不加离子液体提高了11.79%.     

离子液体BMIBF4水溶液粘度性质的研究

在283.15～318.15 K范围内,测定了离子液体四氟硼酸-1-甲基-3-丁基咪唑(BMIBF4)水溶液的密度,并在278.15～338.15 K温度范围内测定了BMIBF4离子液体水溶液粘度,计算了此离子液体粘度活化参数,讨论了此离子液体溶质-溶剂的相互作用.     

1,2-二甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐离子液体的合成及其性质研究

介绍了在室温下设计合成的一种功能化离子液体1,2-二甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐离子液体[mmBim][HSO4]均为在不同温度下测定了该离子液体的密度、表面张力、粘度和电导率等性质,并根据特定的经验方程,估算了该离子液体的热膨胀系数、标准熵和晶格能等性质参数,为该离子液体的预期应用提供了重要的数据参考.     

聚乙二醇-硅基双功能化离子液体/Rh(PPh_3)_3Cl催化烯烃硅氢加成反应

本文制备了一系列聚乙二醇-硅基双功能化咪唑型离子液体并进行了核磁表征,进一步应用于Rh(PPh_3)_3Cl催化烯烃硅氢加成的反应中.研究了不同链长离子液体、离子液体用量及其不同烯烃对催化效果的影响.在无溶剂条件下,该催化体系表现出较高的烯烃转化率及良好的产物选择性.