类胆碱离子液体中多级结构Bi_2S_3的形貌调控合成

本文通过简单温和的溶液合成方法,在类胆碱离子液体体系中制备了纳米线簇、绒球状、海胆状和纳米花状等不同形貌可控的Bi_2S_3纳米材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子透射电镜(TEM)对样品的形貌与结构进行了分析表征.实验结果表明,IL/H_2O/PEG-200的比例在调控不同形貌的Bi_2S_3形成过程中起到了决定性的作用.同时也研究了离子液体阳离子烷基侧链的长度和反应时间对样品形貌形成过程的影响.基于晶体分裂和溶解-重结晶过程对不同形貌Bi_2S_3样品的形成机理进行了分析讨论.     

氧化锌微晶的制备和形貌控制

本文在溶液体系中合成了多种形貌的氧化锌(ZnO)微晶。所得花状、雪花状、棒状、多刺球状和棱柱状氧化锌微晶用粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行了鉴定和表征,考察了反应条件如溶剂、温度及pH值对ZnO微粒尺寸和形貌的影响,初步探讨了不同形貌ZnO微粒的生长机理。该文对制备形貌可控的氧化物具有一定的指导意义。     

离子液体催化多乙基萘基础油的合成及润滑性能研究

本实验以焦化萘和乙烯为原料,以有机铵盐/金属氯化物离子液体作为催化剂,通过烷基化反应合成多乙基萘润滑基础油。通过调控离子液体阴/阳离子的组分发现,AlCl₃/Et₃NHCl离子液体对萘与乙烯烷基化反应表现出良好的催化性能。通过对反应条件的优化(催化剂用量、反应时间和温度),合成了两种不同组成的基础油PEN-1(单/二乙基萘占92.9%)和PEN-2(多乙基萘占91.3%)。润滑性能测试结果表明,烷基侧链数目较多的PEN-2基础油表现出良好的摩擦学性能,且其抗磨损性能优于商用烷基萘基础油AN5,展现出良好的应用前景。     

离子液体中不同形貌ZnO纳米材料的合成及表征

在不同的咪唑基离子液体中通过微波加热合成出了ZnO的片状聚集体、棒状聚集体和塔棒聚集体等纳/微米结构, 考察了不同合成条件对ZnO形貌的影响, XRD表明产物为六方相纤锌矿ZnO结构, SEM和TEM表明产物形貌主要分为片的聚集体和棒的聚集体, 电子衍射表明ZnO棒具有单晶结构, 片的聚集体的PL谱表明在室温下这种形貌的ZnO具有很强的绿光发射和弱紫外光发射现象.     

新型Brnsted酸性离子液体催化二氧化碳与环氧化合物偶联反应（英文）

设计合成了一系列由碳链长度可调节的Brnsted酸中心阳离子及Lewis碱中心阴离子构成的酸性离子液体,,并应用于二氧化碳与环氧化合物的偶联反应合成环碳酸酯.考察了离子液体结构以及温度、压力和催化剂用量等参数的影响.结果表明,具有长碳链的离子液体表现出高催化活性及可重复使用性能.离子液体的酸性影响催化活性.     

离子液体催化邻二甲苯氯甲基化反应

制备了8种不同链长的溴化烷基咪唑盐和4种丁基类甲基咪唑六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、全氟丁基磺酸盐及氯化盐离子液体,研究了咪唑盐类离子液体催化邻二甲苯、氯化氢、多聚甲醛为起始原料的氯甲基化反应. 考察了离子液体类型、催化剂用量、反应温度及反应时间对反应的影响. 反应产物采用气相色谱法进行定量分析;采用GC-MS测试技术进行了定性分析. 结果表明,[C12mim]Br(溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑盐)是最适合的催化剂. 其最佳反应条件是:离子液体摩尔分数为4%(与邻二甲苯的摩尔比),温度70 ℃,反应时间10 h,产物收率可达89.8%,TON数达到22.4.     

Au(111)/咪唑基离子液体界面结构研究：阳离子侧链长度的影响

本文结合电化学方法与原子力显微镜力曲线技术,研究了两种烷基侧链长度不同的离子液体BMITFSA和OMITFSA在Au(111)电极表面附近的层状结构的数目和耐受力对电位的依赖性,探究了烷基侧链长度变化对界面层状结构的影响. 研究表明,不同烷基侧链长度的离子液体体系力-电位曲线形状基本相似. 在零电荷电位（the potential of zero charge,PZC）附近时,力值最小,因为此时电极表面荷电量较小,层状结构不稳定;电位偏离PZC的过程中,第一层层状结构力值呈现先增大后减小的趋势. 受到烷基侧链所处的不同位置影响,在PZC电位以负,短侧链离子液体的层状结构稳定性较好,而PZC电位以正,长侧链离子液体的稳定性较好.     

微/纳米ZnO粉体在Glu-BF_4离子液体水溶液中的诱导生长

以一定浓度谷氨酸-氟硼酸(Glu-BF_4)离子液体水溶液为反应介质,摩尔比为1∶6的二水合醋酸锌和氢氧化钠为反应物,在室温下制备前驱体,再通过微波辅助加热制备了具有绒球形貌的微/纳米ZnO粉体.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、比表面积测试仪、能谱仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜(TEM)等对产物形貌、晶型、比表面积、组成和晶面分布进行了测定.结果显示,所得产物为六方晶系纤锌矿结构,平均粒径20.4 nm,绒球大小1.6~3.0μm,比表面积为28.3 m~2/g,产物纯度较高.当反应物浓度一定,离子液体浓度分别为0.02,0.04,0.08和0.12 mol/L时都得到了类似形貌的微/纳米ZnO粉体,且随着离子液体使用量的增加,绒球尺寸分布更加均一.当离子液体浓度一定,而反应物浓度逐渐下降时,产物形貌发生递变性变化.ZnO晶粒在Glu-BF_4离子液体诱导下首先生成不规则的纳米片,纳米片进一步聚集,在一定反应物浓度范围内生成绒球形貌粉体,反应物浓度较低时只生成绒球的核心部分,而浓度更高时则生成纳米针阵列.通过不同条件下纳米ZnO粉体形貌变化规律,探讨了强碱性条件下Glu-BF_4离子液体水溶液中微/纳米ZnO粉体的生长机制.     

低共熔溶剂辅助水热法合成分层球状微/纳米ZnO晶体及其光催化性能

使用尿素-氯化胆碱低共熔溶剂(UCC-DES),采用水热合成和反溶剂(乙醇)法,以化工材质ZnO粉末为原料制备了分层的球状微/纳米ZnO晶体.分析了反应时间、反溶剂的种类和含量对ZnO晶体形貌的影响以及ZnO晶体析出的原因.并将制备的分层球状ZnO微/纳米晶体应用于光催化降解甲基橙.结果表明,制备的ZnO晶体对甲基橙有良好的光催化降解性能.     

烷基咪唑螯合硼离子液体的合成及摩擦学性能

以1种环境友好的双水杨酸螯合硼为阴离子中心,以咪唑环为阳离子骨架,合成了7种新的具有不同烷基直链的螯合硼离子液体D-C_nImBScB(n=4,6,8,10)和C_nImC8BScB(n=4,6,10).利用核磁共振波谱(~1H NMR)、热重分析(TGA)和差示扫描热量(DSC)等技术对7种双咪唑螯合硼离子液体进行了结构和热稳定性分析.以聚乙二醇(PEG200)作为基础油,双边咪唑螯合硼离子液体D-C_nImBScB(n=4,6,8,10)和C_nImC8BScB(n=4,6,10)作为添加剂,采用四球摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)分别对油样的抗磨减摩性能、磨斑形貌和磨斑表面元素分布进行了分析表征.结果表明,D-C_nImBScB(n=4,6,8,10)和C_nImC_8BScB(n=4,6,10)可用作在较宽温度范围使用的润滑油添加剂,添加C_6ImC_8BScB的PEG200油样抗磨效果最佳,其磨斑直径为0.712 mm,与PEG200相比降低了27.49%,通过适当调节阳离子咪唑环骨架上的双边烷基链长度可以调控离子液体的摩擦学性能.     

三种离子液体的合成及其对棉纤维素溶解性能的比较研究

合成了三种含有羧基或醚基的离子液体, 1-羧甲基-3-乙基咪唑氯化物([CmEIM]Cl)、1-甲氧乙基-3-乙基咪唑氯化物([C2OC1-EIM]Cl)和1-[2-(2-氯乙氧基)乙基]-3-乙基咪唑氯化物([Cl-C2OC2-EIM]Cl), 用FT-IR和1H NMR对它们的化学结构进行了表征. 测定并比较了这三种离子液体对棉纤维素的溶解能力, 并用FT-IR, SEM和XRD研究了溶解前和再生后纤维素的化学结构、形貌及晶体结构的变化. 结果表明, 在三种离子液体中, [C2OC1-EIM]Cl对棉纤维素的溶解性最好. 在溶解过程中, 随着温度的升高, 纤维素在离子液体中的溶解度增加, 但聚合度下降, 特别是在[Cl-C2OC2-EIM]Cl中溶解时, 纤维素的聚合度下降最严重. 研究结果表明, 含羧基的离子液体会由于分子间氢键的缔合作用降低其对纤维素的溶解性. 侧基较大的离子液体对纤维素的溶解性也较差.     

Michael addition of thiols to alpha-enones in ionic liquids with and without organocatalysts

Seventeen organocatalyts were tested for their ability to catalyst the addition of thiophenols to chalcones in [bmim]PF6. The products were isolated in high yield after a short reaction time, but no stereoselectivity was observed. The reactions also proceeded (without any stereoselectivity) in four other ionic liquids. In contrast, 16% and 26% ee were observed when L-proline and cinchonine, respectively, were used as the catalysts in CH2Cl2. Addition of thiophenols is also catalysed by HCl, as well as D-mandelic and L-tartaric acids. Addition of thiophenols to chalcones also occurred in neat ionic liquids, without any additional catalyst, but the rate of the reaction depended considerably on the structure of ionic liquid. The scope of the non-catalysed reaction in ionic liquids was tested by the reactions of 5 different thiols and 3 different alpha-enones.     

Br(o)nsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用

合成了一系列Br(o)nsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1％和92.4％.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Br(o)nsted酸性离子液体进一步应用到其他醛(酮)醇缩合反应中.     

Brønsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用

合成了一系列Brønsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1%和92.4%.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Brønsted酸性离子液体进一步应用到其他醛（酮）醇缩合反应中.     

离子液体催化脱除芳烃中微量烯烃的研究

以室温离子液体为催化剂,对芳烃中的微量烯烃杂质进行深度脱除。考察了离子液体种类、用量、温度等不同因素对烯烃脱除效果的影响。结果表明,[bmim]Br-AlCl₃离子液体显示了优良的催化性能,在离子液体的质量分数为5%、室温、反应10min下,溴指数从原料的773.5下降到10以下,芳烃中微量烯烃脱除率达到99%以上,离子液体可重复使用,并对反应机理进行了研究。     

Glycolysis of poly(ethylene terephthalate) (PET) using basic ionic liquids as catalysts

The glycolysis of poly(ethylene terephthalate) (PET) was studied using several ionic liquids and basic ionic liquids as catalysts. The basic ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium hydroxyl ([Bmim]OH), exhibits higher catalytic activity for the glycolysis of PET, compared with 1-butyl-3-methylimidazolium bicarbonate ([Bmim]HCO₃), 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl) and 1-butyl-3-methylimidazolium bromide ([Bmim]Br). FT-IR, ¹H NMR and DSC were used to confirm the main product of glycolysis was bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) monomer. The influences of experimental parameters, such as the amount of catalyst, glycolysis time, reaction temperature, and dosages of ethylene glycol on the conversion of PET, yield of BHET were investigated. The results showed a strong influence of the mixture evolution of temperature and reaction time on depolymerization of PET. Under the optimum conditions of m(PET):m(EG): 1:10, dosage of [Bmim]OH at 0.1 g (5 wt%), reaction temperature 190 °C and time 2 h, the conversion of PET and the yield of BHET were 100% and 71.2% respectively. Balance between the polymerization of BHET and depolymerization of PET could be changed when the reaction time was more than 2 h and contents of catalyst and EG were changed.     

醚基功能化离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl热力学性质

通过核磁共振氢谱,核磁共振碳谱,元素分析和热重分析对醚基功能化的离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl进行了表征。在温度范围T=288.15–328.15 K内,测定了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的密度(ρ)、表面张力(γ)和折光率(nD)。根据这些实验数据,讨论并计算了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的体积性质。计算出离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的摩尔表面吉布斯自由能(gs)、摩尔表面熵(s)、摩尔表面焓(h)、摩尔极化度(Rm)和摩尔极化率(αp),h均近似为一个常数说明这两种离子液体从内部到表面的过程是一个等库仑过程,同时这两种离子液体的Rm和αp均与温度无关。本文还用摩尔表面Gibbs自由能改进Lorentz-Lorenz方程并预测离子液体表面张力,预测值与实验值高度相关。     

季膦-磷钨酸室温离子液体的合成及光催化降解罗丹明B

以不同摩尔比的磷钨酸与烷基取代季膦盐为原料合成了一系列磷钨酸类离子液体,并使用DSC和IR对系列离子液体进行了表征。 结果表明,[P(C14H29)(C6H13)3]-磷钨酸系列离子液体为室温离子液体,磷钨酸根保留了Keggin结构。 进一步研究了在可见光照射下,以所制备的磷钨酸季膦盐离子液体为催化剂催化降解罗丹明B染液。 以脱色率和COD来表征染料的降解效果,分别探讨了离子液体中阳离子碳链长度、催化剂用量、光照时间和罗丹明B的初始浓度等因素对光降解罗丹明B的影响。 结果表明,其中[P(C14H29)(C6H13)3]3-PW12O40离子液体的催化效果最好,在催化剂用量为0.3 g时,3 h内50 mL 8.35×10-5 mol/L罗丹明B的降解率可达到95%以上,催化剂重复使用5次后,脱色率仍可达到97%以上。     

The synthesis of Fe-containing ionic liquid and its catalytic performance for the dehydration of fructose

Four Fe-containing ionic liquids (ILs) were synthesized by coupling of conventional imidazole ionic liquids [C_xmim]Cl (x = 4, 8, 12, 16) with FeCl₃ and were characterized by FT-IR, Raman, ESI–MS and TG. All of the Fe-containing ILs were applied to the conversion of fructose into 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl) subsequently and the result showed that [C₁₆mim]FeCl₄ exhibited excellent catalytic performance. Then the different reaction parameters with [C₁₆mim]FeCl₄ as catalyst were studied in detail. A 92.8% yield of HMF was obtained with 0.03 g [C₁₆mim]FeCl₄ and 0.1 g fructose in 1.0050 g [Bmim]Cl at 80 °C for 40 min in fructose/[Bmim]Cl solution.     

Melting and freezing behaviors of prototype ionic liquids, 1-butyl-3-methylimidazolium bromide and its chloride, studied by using a nano-Watt differential scanning calorimeter

1-Butyl-3-methylimidazolium bromide ([bmim]Br) and its chloride ([bmim]Cl) are representative prototypes of ionic liquids. We investigated the melting and freezing behaviors of [bmim]Br and [bmim]Cl by using a homemade differential scanning calorimeter (DSC) with nano-Watt stability and sensitivity. The measurements were carried out at heating and cooling rates slow enough to mimic quasi-static processes. Their thermal behaviors of melting and freezing show characteristic features such as a wide pre-melting range and excessive supercooling and individual behaviors of single crystals even for the same substance. The melting temperatures of [bmim]Br and [bmim]Cl were determined from the broad DSC traces and discussed in relation to the crystal structure. We suggest that the observed characteristics are due to the dynamics of the cooperative change between gauche-trans (GT) and trans-trans (TT) conformations of the butyl group in the [bmim]+ cation.