离子液体抑制煤自燃的程序升温试验研究

离子液体对煤分子结构活性官能团具有显著的溶解破坏作用,能为抑制煤自燃提供有效途径。为了考察咪唑类离子液体对内蒙古鄂尔多斯色连矿烟煤氧化特性的影响,选取4种离子液体[BMIM][NO3]、[BMIM][I]、[EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]处理煤样,并采用程序升温氧化法对煤样进行实验,研究不同温度下离子液体对煤自燃的阻化效果。结果表明:离子液体[EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]对煤自燃阻化效果显著,其中[BMIM][BF4]在120~150℃的阻化效果最为明显,可为煤自燃防治提供基础和参考。     

烷基咪唑离子液体与甲苯相互作用的理论研究

在密度泛函理论中的B3LYP/6-31G（d,p）水平上研究了1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[EMIM][BF4]）离子液体与甲苯相互作用的微观机制.研究结果表明,[EMIM]＋和[BF4]-离子对有两种稳定的构型,存在强的氢键及静电作用,[BF4]-离子靠近咪唑环2位H的构型比[BF4]-离子靠近咪唑环4、5位H处的构型稳定.甲苯与这两种构型的[EMIM][BF4]离子对形成π配位作用的分子复合物,咪唑环2位H对甲苯的吸附作用比咪唑环4、5位H对甲苯的吸附作用强,2位H表现出更高的活性.离子液体的存在能有效地降低甲苯的前线轨道能级差,表明甲苯在离子液体环境中更易发生催化反应.     

咪唑基离子液体与小分子相互作用的理论研究

采用密度泛函理论考察了1-乙基-3-甲基咪唑四氟合硼酸盐（[EMIM][BF4]）和2-甲基噻吩（2-MT）、正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）的相互作用。采用GGA/PW91和DNP基组优化了结构,并用NBO和AIM分析了[EMIM][BF4]和2-甲基噻吩（2-MT）、正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）的氢键相互作用。[EMIM][BF4]离子对最稳定的气相结构表明,[BF4]-阴离子的F原子和咪唑环上C2-H2的氢键作用在形成离子对中起重要作用。[BF4]-阴离子和[EMIM]＋阳离子支链发生氢键作用。[BF4]-阴离子趋向于C2-H2形成氢键,这说明,2-甲基噻吩（2-MT）、正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）吸附在[EMIM][BF4]上没有改变离子液体离子对的主要作用。[EMIM][BF4]和2-甲基噻吩发生π···C-H和氢键作用,而[EMIM][BF4]和正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）主要发生氢键作用。相互作用能表明,2-甲基噻吩优先吸附在离子液体上。     

咪唑类离子液体对煤热物性参数影响的实验研究

离子液体对煤分子结构活性官能团具有显著的溶解破坏作用,从而可以抑制煤热量传递。为了考察咪唑类离子液体([EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]、[BMIM][NO3]和[BMIM][I])对煤热物性参数的影响,使用离子液体对不粘煤进行预处理,通过激光闪射装置LFA 457测定在30~300℃范围内煤样的热物性参数,研究离子液体对煤热物性参数的影响,并分析离子液体预处理煤对温度的敏感性。结果表明:随着温度的升高,煤样的热扩散系数逐渐减小,比热容和导热系数逐渐增大,且温度越高,煤样的热物性参数的变化趋势越弱。在相同温度下,离子液体预处理煤的热扩散系数、比热容及导热系数均低于原煤样。在([BMIM]+)相同的情况下,[BF4]-对煤的热扩散系数抑制效果明显;在([BF4]-)相同情况下,[BMIM]+对热扩散系数的抑制效果明显。从敏感性分析可知,煤样的比热容对温度的敏感性最高,导热系数对温度的敏感性最低。此外,在相同温度下,[BMIM][I]处理煤的比热容和导热系数相对较低。实验结果为离子液体抑制煤自燃以及煤火的传热提供理论依据。     

离子液体?聚乙烯醇复合质子交换膜的制备及其性能

离子液体1-(2-氰乙基)-3-苄基咪唑硫酸氢盐([cebzim]HSO4)与聚乙烯醇(PVA)通过溶液浇铸法制备离子液体复合膜[cebzim]HSO4/PVA.采用FT-IR、XRD、TGA及SEM对所制备离子液体复合膜的结构和形貌进行表征.同时研究了离子液体含量对[cebzim]HSO4/PVA复合膜的耐水性能、溶胀性能、电导率及机械性能的影响.实验结果表明:随着离子液体含量的增加,[cebzim]HSO4/PVA复合膜的吸水率、溶胀率、电导率增加,机械性能下降.综合考虑,当离子液体质量分数为50%时,[cebzim]HSO4/PVA复合膜的性能最优.     

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.     

离子液体处理对煤微观活性结构的影响

利用X线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和红外光谱(FTIR)研究离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIm]BF4)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)对煤中微观活性结构的溶解破坏作用.研究结果表明:离子液体处理煤中的矿物质质量分数降低,芳香层片直径减小,说明离子液体能够溶解除去煤中部分无机矿物质,并对微晶结构的脂族侧链有溶解破坏作用;[BMIm]BF4处理煤的结构有序程度提高,侧链支链等无序结构减少;离子液体处理煤中活性较高的羟基、醚氧键含氧类官能团和甲基、亚甲基脂肪烃类官能团的总体质量分数降低,芳环类C-H基团和C=C基团的活性也减弱.[BMIm]BF4对煤中各类微观活性结构的溶解破坏作用要明显强于[EMIm]BF4的破坏作用.     

离子液体在水、乙醇及其混合物中的电导率测定

用电导率仪测定了298.15 K条件下多种离子液体,即1-甲基-3-乙基咪唑溴([Emim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑溴([Bmim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑氯([Bmim]Cl)、1-甲基-3-丁基咪唑氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯([Mmim][DMP])、1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二乙酯([Emim][DEP])、1-甲基-3-丁基咪唑磷酸二丁酯([Bmim][DBP])以及醋酸钾(KAc)在水、乙醇及其混合溶剂中的电导率数据。结果表明,室温离子液体的电导率顺序为：[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]> [Emim][DEP]> [Bmim][DBP],该顺序与离子液体的黏度成反比。离子液体在水中的电导率的次序大致为[Emim]Br>[Bmim]Cl[Bmim]Br[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]>[Emim][DEP]> [Bmim][DBP]。离子液体在水中的电导率高于在乙醇中的电导率,且电导率随浓度的增加均先升高后降低。与醋酸钾相比,溶剂变化对离子液体电导率的影响要小得多。离子液体[Mmim][DMP]和[Emim][DEP]能显著提高乙醇水溶液中乙醇的相对挥发度,且盐析作用[Mmim][DMP]> [Emim][DEP],这与在混合溶剂中电导率的大小次序是一致的。     

离子液体[Hmim]BF4催化合成β-烯胺酮类化合物

合成了一系列具有不同阴离子的[Hmim]+ 咪唑型离子液体,并考察了催化剂在β-烯胺酮合成中的催化性能.结果表明,[Hmim]+ 咪唑型离子液体对β-烯胺酮合成具有高的催化活性,其中[Hmim]BF4活性最高,反应时间为10 min,产率可达96%;将该催化剂用于催化不同底物的β-烯胺酮化合物的合成,多数反应显示了优良的催化性能.离子液体[Hmim]BF4重复使用5次,催化活性基本不变,反应10 min后,β-烯胺酮产率仍有89%.     

脂肪酶CCL催化醋酸乙烯酯与醇的转酯反应的实验探究

考察了在正己烷、AOT/异辛烷反胶束体系、[bmim][PF6]离子液体和[bmim][BF4]离子液体四种体系中脂肪酶CCL催化醋酸乙烯酯与异辛醇的转酯反应以及影响反应转化率的一些因素,确定了较为适宜的反应条件;进行了脂肪酶CCL催化醋酸乙烯酯与异辛醇的转酯反应酶的重复利用性实验;扩展了醇的种类,考察了直链醇（己醇）、不饱和醇（异戊烯醇）、2级醇（仲辛醇）在两种离子液体和正己烷中转化率。