先锋褐煤在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐作用下热溶解聚及其产物分析

考察了先锋褐煤(XL)在高温稳定性很好的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([Bmim]OTf)中的解聚性能,并对其在不同热溶条件下解聚所得热溶物和残煤进行了分析表征。结果表明,[Bmim]OTf对XL具有较好的解聚性能。在280℃,[Bmim]OTf/XL为3.5下解聚4h,[Bmim]OTf对XL的萃取率(以四氢呋喃可溶物计)为20.1%。四氢萘(THN)、H₂和催化剂ZnCl₂的加入可显著促进XL在[Bmim]OTf中的解聚,相比于XL在[Bmim]OTf作用下的萃取率,THN、H₂和催化剂ZnCl₂的加入使可溶物的收率分别提高到30.0%、36.9%和46.8%。产物分析结果表明,在[Bmim]OTf热溶解聚XL的过程中THN的加入使得XL经离子液体[Bmim]OTf解聚所得热溶物中氢键的数量明显增加;H₂和ZnCl₂的添加分别增加了产物中脂肪烃和芳烃的含量。     

褐煤在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中热溶及热溶产物的分离与分析

基于离子液体对煤的高效解聚性能,对先锋褐煤(XL)、锡林郭勒褐煤(XLGL)和胜利褐煤(SL)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)中的热溶性能进行了研究.同时,对XL在离子液体[Bmim]Cl中的热溶产物进行了分离,并对分离所得各组分进行了分析表征来研究褐煤的结构信息.研究发现,在相同条件下离子液体[Bmim]Cl对不同褐煤的萃取性能显著不同,其顺序为XL>SL>XLGL.先锋褐煤离子液体热溶物可分离为丙酮可溶物、吡啶可溶物和吡啶不溶物,其中,丙酮可溶物(AS)为15.9%、吡啶可溶物(PS)为56.0%、吡啶不溶物(PI) 为28.1%.分析表明,丙酮可溶物中含有长链的脂肪化合物及部分三环、四环等芳香化合物,吡啶可溶物和吡啶不溶物中大多以三环及五环芳香化合物的形式存在.     

离子液体型表面活性剂研究

以1-甲基咪唑为原料, 制备了6个常规离子液体: 1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[bmim][BF₄]及[bmim][PF₆])、1-正己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[hmim][BF₄]及[hmim][PF₆])、1-正十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[C₁₆mim][BF₄]及[C₁₆mim][PF₆])和4个功能化离子液体: 1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[2-hemim][BF₄]及[2-hemim][PF₆])、1-乙氧羰基甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐及六氟磷酸盐(简称[eocmmim][BF₄]及[eocmmim][PF₆]). 研究了这两类离子液体的一些物理性能, 旨在挖掘离子液体在香料香精化妆品工业中的应用价值. 分别检测了它们与一般溶剂的互溶性, 并测定了它们的表面张力和发泡性能, 实验结果表明, 仅[C₁₆mim][BF₄]和[C₁₆mim][PF₆]具有发泡性能, 发泡力分别为68和120 mm.     

反气相色谱法表征离子液体1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的热力学参数

采用反气相色谱法(IGC)表征了离子液体(IL)1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF₄)在343.15~373.15 K温度范围内的热力学参数.使用了一系列不同化学结构的探针分子测定[HMIM]BF₄与溶剂之间的相互作用力.根据探针分子的保留时间计算得到探针分子与[HMIM]BF₄之间的Flory-Huggins相互作用参数、摩尔吸附焓、无限稀释摩尔混合焓、摩尔蒸发焓、无限稀释活度系数以及[HMIM]BF₄的溶解度参数.结果表明,n-C₆、n-C₇、n-C₈、n-C₉、乙醚、四氢呋喃、苯、环己烷为[HMIM]BF₄的不良溶剂;甲苯、间二甲苯、甲醇、乙醇、二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯为[HMIM]BF₄的良溶剂.运用外推法得到了[HMIM]BF₄在室温(298.15K)时的溶解度参数为23.70 (J·^-3)^0.5.实验结果证明反气相色谱法是一种简便准确的获得离子液体热力学参数的方法.获得的热力学参数体现了这种离子液体与探针分子之间的相互作用力.本研究为离子液体的进一步应用提供了参考.     

离子液体和醇胺溶液复配脱硫剂吸收H2S及再生性能

将5种离子液体[Bmim]HCO₃, [TMG]L, [MEA]L, [Bmim]Cl和[Bmim]BF₄分别与N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液混合, 得到新型复配脱硫剂, 考察了离子液体的消泡性能和复配脱硫剂在不同离子液体、 吸收温度以及复配比例下的脱硫性能, 并且对较优脱硫剂进行了再生性能的研究. 采用离子色谱仪对经臭氧深度处理的再生液进行了S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}离子浓度测试, 并对脱硫剂进行了密度泛函理论研究, 从而进一步分析了吸收机理. 结果表明, 室温下复配脱硫剂脱硫能力大小顺序为[Bmim]Cl-MDEA-H₂O>[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O>[Bmim]BF₄-MDEA-H₂O>MDEA-H₂O>[TMG]L-MDEA-H₂O>[MEA]L-MDEA-H₂O. 离子液体与MDEA结合的稳定性为主要影响因素, [Bmim]HCO₃的消泡能力最强, [Bmim]Cl-MDEA-H₂O, [Bmim]BF₄-MDEA-H₂O和[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O脱硫剂可以通入空气获得基本再生, H₂S与离子液体的结合越稳定, 脱硫效率越高, 但脱硫剂的再生程度会降低.     

四羰基钴/咪唑离子液体在羰基化合成丙二酸二甲酯反应中的催化性能

采用原位法合成了不同类型的四羰基钴/咪唑离子液体催化剂, 并考察了其在氯乙酸甲酯羰基化反应中的催化性能. 研究了咪唑环上不同支链对催化活性的影响. 结果表明, 1-丁基-3-甲基咪唑羰基钴离子液体[Bmim][Co(Co)₄]不仅催化活性高, 选择性好, 而且对空气和水有较好的稳定性能. 在p_CO=2.0 MPa, 85 ℃, 反应3 h的条件下, [Bmim][Co(Co)₄]催化剂循环使用4次, 氯乙酸甲酯的平均转化率为94.3%, 丙二酸二甲酯的平均选择性和平均产率分别为98.5%和92.9%. 与传统的Na[Co(Co)₄]催化剂相比, [Bmim][Co(Co)₄]催化剂在保证高活性的条件下可以实现羰基钴催化剂的直接循环使用.     

酸性功能化离子液体催化合成叶青素

以含磺酸基离子液体1-(4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([4-sulfbmim][BF₄])为酸性催化剂,由乙缩醛和苯甲醇合成了叶青素。 采用正交实验方法考察了合成条件的影响,固定反应温度为20 ℃条件下,确定优化合成条件为：n(苯甲醇)∶n(乙缩醛)=1∶8,反应时间60 min,催化剂用量为每摩尔苯甲醇4 g,产率为92.2%。 与H₂SO₄催化剂相比[4-sulfbmim][BF₄]的催化活性相对较弱,但综合效果优于H₂SO₄。 [4-sulfbmim][BF₄]循环使用6次,催化活性基本不变。     

1-烷基-3-甲基咪唑系列室温离子液体表面张力的研究

合成了系列1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C_2～7mim]BF₄)及六氟磷酸盐([C_4～7mim]PF₆)室温离子液体, 并通过核磁氢谱、红外光谱、质谱等手段对其进行了结构表征; 采用Wilhelmy白金板法, 在293～338 K范围内测定了离子液体的表面张力, 测试结果显示, 同类离子液体表面张力γ随温度的升高而线性下降, 同种离子液体的表面张力呈现出较宽的变化范围, 如293 K下, 表面张力值从[C₂mim]BF₄的50.4 mJ/m²到[C₇mim]BF₄的36.1 mJ/m². 最后对离子液体的表面性能进行了讨论.     

离子液体对木瓜蛋白酶催化特性的影响

研究了以1-丁基-3-甲基咪唑、四乙基铵及N-乙基吡啶为阳离子, 配以多种阴离子(H₂PO₄^-, ClO₄^-, HSO₄^-, CH₃COO^-, Cl^-, Br^-, NO₃^-, SCN^-, BF₄^-, PF₆^-)的离子液体对木瓜蛋白酶催化N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯(BAEE)水解的活性及热稳定性的影响. 通过分析含离子液体体系中木瓜蛋白酶的水解活性和热力学失活参数, 发现该酶活性及稳定性与离子液体的Kosmotropicity性质无关. 因此, 离子的Hofmeister效应并不适合解释离子液体对木瓜蛋白酶催化特性的影响规律. 当以BF₄^-为阴离子, 改变阳离子结构时, 仅[BMIm][BF₄]可提高酶活性, 其它含官能团的咪唑类离子液体则降低酶活性, 但大部分离子液体明显提高木瓜蛋白酶的热稳定性. 在所研究的离子液体中, 基于PF₆^-或BF₄^-阴离子的离子液体可提高木瓜蛋白酶的活性及其热稳定性. 在含[BMIm][PF₆]介质中, 木瓜蛋白酶的水解活性最高; 在含[HOEtMIm][BF₄]介质中其热稳定性最好.     

有机胺功能化离子液体中离子型铑(Ⅲ)配合物催化的1-辛烯两相氢甲酰化反应

考察了离子型+3价铑配合物1a和2a作为催化剂前体在1-辛烯氢甲酰化反应中的催化行为. 实验结果表明, 在无助剂存在下, 配合物1a和2a表现出较差的催化性能, 而廉价低毒的有机叔胺助剂如三乙胺或N-甲基哌啶可以显著提升配合物1a和2a的催化性能, 可获得800 h^-1以上的转化频率(TOF). 当以哌啶功能化离子液体[PEmim]BF₄兼作助剂和溶剂时, 不仅可以促进配合物1a和2a对氢甲酰化反应的活性和选择性, 还可实现“离子液体-有机”两相氢甲酰化反应, 使得锁定在[PEmim]BF₄离子液体相中的配合物1a(或2a)催化剂得以简单两相分离和回收循环使用, 但在5次循环使用过程中锁定在[PEmim]BF₄中的催化剂存在向有机相流失和失活的问题, 导致产物壬醛的收率逐渐下降.     

咪唑类离子液体用作电解质对燃料电池性能的影响

为优化改善燃料电池的整体性能,在自由电解质燃料电池中,考察了五种咪唑类离子液体用作燃料电池电解质时对燃料电池性能的影响。结果表明,以氢气为燃料时,在相同电流密度下,电路电压和输出功率从高到低依次为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 > 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐 > 氢氧化钠溶液 >> 氯化-1-丁基-3-甲基咪唑 > 溴化-1-丁基-3-甲基咪唑 > 1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐;以甲烷为燃料时,相同电流密度下,电路电压和输出功率从高到低则依次为溴化-1-丁基-3-甲基咪唑 > 1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐 > 氯化-1-丁基-3-甲基咪唑 > 氢氧化钠溶液> 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 > 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。以[Bmim]BF₄为氢气燃料电池电解质时,温度升高和离子液体中水含量增加,均会使燃料电池的性能减弱。     

离子液体/H_2O_2体系脱硫实验研究

选取四种不同种类离子液体(ILs),1-丁基-3-甲基咪唑溴化物([Bmim]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF_4)、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO_4)、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([Bmim]H_2PO_4)与30%H_2O_2溶液在温和条件下对两种高硫脱灰煤样(LS、QX)进行脱硫实验研究。用化学法测定脱硫前后煤样形态硫含量,并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)及热重(TG)对脱硫前后的煤样进行表征。结果表明,离子液体的加入使H_2O_2氧化脱硫能力增强,煤中硫铁矿硫和有机硫化物硫被显著脱除;经ILs/H_2O_2体系作用后的煤样中小粒径的颗粒减少,颗粒间的缝隙增大,煤表面的凹坑明显,热重实验结果表明,ILs/H_2O_2体系作用后的煤样相对于原煤热失重增大,部分挥发性物质释放峰温提前。     

氨基酸功能化磷钨酸盐的制备及其催化氧化脱硫性能

以L-丙氨酸和磷钨酸为原料,合成氨基酸功能化磷钨杂多酸盐([Ala]3PW),并采用XRD、FT-IR对其结构进行表征。以[Ala]3PW为催化剂,过氧化氢作为氧化剂,甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF4)为萃取剂氧化萃取一体法脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、催化剂加入量、O/S物质的量比、萃取剂加入量、硫化物类型等因素对脱硫效率的影响。结果表明,在模拟油为10mL、[Ala]3PW=0.04g、O和S的物质的量比为6、V([HMIM]BF4)/V(oil)=0.6、反应温度50℃、反应时间180min的条件下,DBT的转化率可达到98.2%。催化剂循环使用4次活性没有明显的降低。     

The chemistry of 1,3,5-triazacyclohexane complexes 5: cationic zinc(II) alkyl complexes of N-alkylated 1,3,5-triazacyclohexanes and 13-benzyl-1,5,9-triazatricyclo[7.3.1.0]-tridecane

Diethylzinc reacts with hydroperchlorates of N-alkylated 1,3,5-triazacyclohexanes (R₃TAC; R = methyl (Me), benzyl (Bz), isopropyl (ⁱPr)) and with the hydrotetrafluoroborate of 1,3,5-tris-(para-fluorobenzyl)-1,3,5-triazacyclohexane (FBz₃TAC) to give the corresponding cationic zinc ethyl complexes [(R₃TAC)Zn(Et)][X] (X = ClO₄⁻, BF₄⁻). Similar complexes were obtained from diethylzinc treated with [HNMe₂Ph][BF₄] or [HNMe₂Ph][B(C₆F₅)₄](Et₂O) in the presence of R₃TAC (R = Bz, FBz, s-1-phenylethyl (s-PhMeCH)). A product of decomposition of [(Bz₃TAC)Zn(Et)][ClO₄] was analyzed by X-ray diffraction. The structures of [({s-PhMeCH}₃TAC)Zn(Et)][BF₄] an [(FBz₃TAC)Zn(Et)][BF₄] were estimated using nuclear Overhauser enhancement spectroscopy. Protonolysis of diethylzinc with [HNMe₂Ph][BF₄] in the presence of 13-benzyl-1,5,9-triazatricyclo[7.3.1.0^5,13]-tridecane (BzTATC) yielded the complex [(BzTATC)Zn(Et)][BF₄].     

SiO_2负载磷钨钒杂多酸杂化材料的制备及其氧化脱硫性能的研究

利用磷酸氢二钠、偏钒酸纳和钨酸钠为原料,合成了具有Keggin结构的磷钨钒杂多化合物(H5PW10V2O40),并与1-丁基-3-甲基咪唑溴(BmimBr)离子液体反应生成一种杂多酸杂化材料([Bmim]5PW10V2O40)。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)和紫外可见光谱(UV-vis)对所合成的杂多酸杂化材料进行表征。结果表明,[Bmim]5PW10V2O40具有咪唑阳离子基团和Keggin型杂多阴离子基团的结构特征,并且两种基团之间存在相互作用。以SiO_2为载体制备负载型的杂多酸杂化材料催化剂[Bmim]5PW10V2O40/SiO_2,以H2O_2作为氧化剂,考察该催化剂对模拟油中DBT的氧化性能,并优化氧化反应条件,在反应温度40℃,O/S物质的量比为3.0的条件下,反应50min,模拟油品中的DBT的转化率可以达到100%。催化剂可以通过离心法分离,经过干燥之后,可以循环使用至少七次,而对DBT的氧化活性没有降低。     

On the thermal behaviour of palladium (II) macrocyclic polycatenars

Polycatenar saturated macrocycles 1,10-bis[3,4,5-tris(4-dodecyloxy)benzoy1]-1,10-diaza-4,7,13,16-tetrathiacyclo-octadecane (3b) and 1,10-bis[3,4-bis(4-dodecyloxy)benzoy1] -1,10-diaza-4,7,13,16-tetrathiacyclo-octadecane (3d) reacted with [Pd(MeCN)₄][BF₄]₂ led to the cationic complexes [4b][BF₄]₂ and [4d][BF₄]₂, respectively. Complexes [4b][BF₄]₂ and [4d][BF₄]₂ showed smectic mesomorphism on heating as confirmed by small angle X-ray diffraction. A concurrent, irreversible structural change of the complex cations was observed and a tentative explanation is suggested.     

Metal complexes of sterically hindered pyrzolylpyridines. The single crystal X-ray structure of [Cu(L)2]BF4 (L = 1-{pyrid-2-yl}-3-{2′,5′-dimethoxyphenyl}pyrazole)

Reaction of potassium 3{5}-(3′,4′-dimethoxyphenyl)pyrazolide with 2-bromopyridine in diglyme at 130°C for 3 days followed by an aqueous quench, affords 1-{pyrid-2-yl}-3-{3′,4′-dimethoxyphenyl}pyrazole (L²) in 69% yield after recrystallization from hot hexanes. Complexation of [Cu(NCMe)₄]BF₄ by 2 molar equivalents of 1-{pyrid-2-yl}-3-{2′,5′-dimethoxyphenyl}pyrazole (L¹) or L² in MeCN at room temperature, followed by concentration and crystallisation with Et₂O, gives [Cu(L)₂]BF₄ L = L¹, L²) in good yields. Treatment of AgBF₄ with L¹ or L² in MeNO₂ similarly gives [Ag(L)₂]BF₄ L = L¹, L²); reaction of AfBF₄ with L² in MeCN gives a product of stoichiometry [Ag(L²)(NCMe)]BF₄. The ¹H NMR spectra of the [M(L)₂]BF₄ complexes show peaks arising from a single coordinated environment. The single crystal X-ray structure of [Cu(L¹)₂]BF₄ shows a tetrahedral complex cation with Cu---N = 2.011(8), 2.036(8), 2.039(8), 2.110(8) Å. The Cu^I centre is close to tetrahedral, the dihedral angle between the least-squares planes formed by the Cu atom and the N donor atoms of the two ligands being 88.3(3)°. Complexation of hydrated Cu(BF₄)₂ by L² in MeCN at room temperature yields [Cu(L₂)₂](BF₄)₂. The cyclic voltammograms of the three Ag^I complexes in MeCN/0.1 M Bu₄ⁿ NPF₆ are suggestive of extensive ligand dissociation in this solvent.     

二苯并噻吩及其氧化物与离子液体相互作用的理论研究

采用密度泛函理论方法比较了DBT/DBTO₂和[BMIM]⁺[PF₆]^-/[BMIM]⁺[BF₄]^-的相互作用。对最稳定的[BMIM]⁺[PF₆]^-、[BMIM]⁺[PF₆]^--DBT、[BMIM]⁺[PF₆]^--DBTO₂、[BMIM]⁺[BF₄]^-、[BMIM]⁺[BF₄]^--DBT、[BMIM]⁺[BF₄]^--DBTO₂进行了NBO和AIM分析。结果表明,DBT和[BMIM]⁺[PF₆]^-/[BMIM]⁺[BF₄]^-中的咪唑环彼此相互平行,NBO和AIM分析表明它们之间发生了π-π相互作用。H1'和H9'形成的F…H氢键有利于π-π堆积作用的形成。DBTO₂倾向于趋近C2-H2和甲基基团形成O…H相互作用;DBTO₂优先吸附在[BMIM]⁺[PF₆]^-/[BMIM]⁺[BF₄]^-。在模拟油中,[BMIM]⁺[PF₆]^-和[BMIM]⁺[BF₄]^-离子液体对DBTO₂的萃取能力大于DBT,其原因是可能是DBTO₂具有较大的极性和O…H与F…H的氢键作用。