Br?nsted酸性离子液体催化缩醛化反应合成聚甲氧基二烷基醚

聚甲氧基二烷基醚(RO(CH2O)nR)具有高的十六烷值(CN)和含氧量,能显著改善柴油的燃烧特性,有效提高热效率,大幅减少碳烟和NOx排放,被认为是一种优良的环保型燃油组分.随着–R基碳链的增长,CN值、热值和闪点逐渐增大,密度和冷凝点逐渐降低.同时,该类化合物具有优异的溶解及渗透性能,能与许多有机溶剂互溶,低毒,可以用作溶剂或颜料分散剂.近年来,聚甲氧基二甲基醚(CH3O(CH2O)nCH3,PODEn,DMMn)的制备及应用研究受到广泛关注,而对封端基团(–R)碳数大于1的多醚类化合物的研究鲜有文献报道.本文以Br?nsted酸性离子液体为催化剂,对甲醛和二乙氧基甲烷或脂肪醇(碳数 ≥2)缩醛化反应制备聚甲氧基二烷基醚的反应性能进行了研究,考察了离子液体结构和酸性对其催化性能的影响.结果表明,–SO3H功能化的离子液体[MIMBs]HSO4在催化三聚甲醛与二乙氧基甲烷的缩醛化反应中表现出最好的催化活性.考察了催化剂用量、原料配比、反应温度、反应压力和反应时间等因素对反应性能的影响,并得到了最佳反应条件,在n([MIMBs]HSO4):n(DEM1):n(HCHO)=1:80:80,140°C下反应4 h,甲醛转化率达到了92.6%,DEM2–8选择性为95.1%.考察了不同甲醛源(三聚甲醛和多聚甲醛)与提供封端基团化合物(二乙氧基甲烷、乙醇、丙醇和丁醇)的缩醛化反应.结果发现,在反应过程中不生成水或不引入水的条件下,具有更高的反应转化率和产物选择性.分别采用静置分层和萃取实现了催化剂的分离与重复使用.推测反应机理认为,三聚甲醛首先在氢键作用下分解生成甲醛单体,甲醛和二乙氧基甲烷通过碳正离子反应机理实现了DEMn的链增长.     

电解质吸附对水基带电表面黏着的影响

为研究界面黏着,利用表面力仪在高离子强度电解质水溶液中测量负电云母表面之间的法向力. 在纯水中,因范德华吸引,两表面跳跃至直接接触(间距0 ?),分离两表面时测得界面黏着力为?46.7 mN/m. 在0.1 mol/L K₂SO₄中,因K+离子牢固吸附于云母,表面间距稳定于5 ?,黏着力仅?2.9 mN/m;在0.1 mol/L Ca(NO₃)₂中,云母表面吸附的Ca2+离子产生显著短程水合排斥,但在较低载荷下解吸附,导致两表面直接接触,黏着力高达?40.7 mN/m. 加入Ca(OH)₂于0.1 mol/L K₂SO₄仅产生微弱短程排斥,黏着状态几乎与纯K₂SO₄水溶液中相同. 聚电解质PCE从0.1 mol/L K₂SO₄中吸附于云母表面且诱导远程空间位阻排斥,但在中等载荷下解吸附,导致两表面轻度黏着(间距5 ?);牢固吸附于云母表面的PNS高分子薄膜之间的空间位阻完全阻止云母界面黏着. 牢固吸附是电解质吸附层稳定阻止界面黏着的必要条件.      

金属卟啉催化烯烃环氧化及反应机理研究*

本文就铁卟啉及锰卟啉模拟酶体系近年来在催化烯烃环氧化反应机理方面的最新研究成果进行了详细阐述。均相催化剂固载化技术的应用,使金属卟啉配合物担载于无机载体上克服了卟啉的二聚、催化剂再生等难题,有力地推动了金属卟啉配合物应用研究的发展。     

离子液体中Mn（Salen）催化仲醇的氧化反应研究

以PhI(OAc)2为氧化剂,考察了1,3-二烷基咪唑硫酸酯系列离子液体中Mn(Salen)催化仲醇氧化的反应. 结果表明, 在MMISM-CH2Cl2(1:4,v:v)混合溶剂中, 反应条件为n((-苯乙醇): n(醋酸碘苯): n(催化剂1c)=50: 70: 1时, (-苯乙醇的转化率可以达到97.8%, 产物苯乙酮的选择性为100%, 远高于在纯CH2Cl2中的结果, 也要好于[bmim]BF4和[bmim]PF6对该反应的促进作用. 此外, BMISM及BEISE对催化剂1c有较好的稳定作用,催化剂可以重复使用.     

钨酸钠与酸性离子液体催化醇的环境友好氧化反应

钨酸钠与酸性离子液体组成的催化体系可以催化双氧水进行醇的清洁氧化,反应在有机底物/水两相中进行.本体系在催化氧化仲醇为相应的酮时具有很好的活性;催化伯醇氧化时可以得到相应的醛、羧酸或两者的混合物.整个催化体系具有很好的重复利用性.     

水溶性锰卟啉体系催化氧化反应停流谱研究

采用快速混合停流技术,考察了pH=7.4,V(CH~3CN):V(H~2O)=1:1的混合溶剂中水溶性锰卟啉Mn^I^I^I(TMPyP)与单氧给体NaOCl及KHSO~5构建的细胞色素P-450模拟酶体系催化氧化活性物种的生成及催化烯烃DPBD环氧化过程。实验表明,在反应进行中存在着两种中间体：oxo-Mn^V(Por.)(1)和oxo-Mn^I^V(Por.)(2),但两者的催化活性有差异,在催化烯烃DPBD环氧化反应中,对于Mn^I^I^I(TMPyP)-NaOCl体系起催化作用的主要作用的主要是中间体1,而对于Mn^I^I^I(TNPyP)-KHSO~5体系两种中间体均与烯烃配位生成环氧化产物,并且该体系催化活性较高。     

功能化离子液体的催化作用及其应用

功能化离子液体是将功能团弓l入到离子液体的阳离子或阴离子上,从而赋予离子液体某种特殊性质．将具有催化活性的基团弓I入到离子液体的阳离子或阴离子上所得到的功能化离子液体,是一类新型的催化材料．除了具有优异的催化性能,其特殊的物理化学性质很容易实现产物与催化剂的分离,正在许多重要催化过程中发挥作用．本文主要介绍近年来我们关于功能化离子液体的制备、性质及其在催化反应中的应用等研究,同时指出了目前存在的问题,并对今后发展趋势进行了展望．     

杭州市2017年冬季一次重灰霾过程中PM2.5水溶性离子特征、来源及成因分析

利用在线监测仪测量了杭州市一次重灰霾过程（2017年12月29日至2018年1月3日）中PM_2.5主要水溶性离子（Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺）及主要气态污染物（SO₂、NO₂、O₃、NO、CO、HCl、NH₃、HNO₂、HNO₃）的小时浓度。结合混合受体模型和国控监测分析,研究了2017年12月30-31日重灰霾事件的污染特征、来源和成因。研究结果表明：PM_2.5浓度高达318 μg·m^-3; NO₃^-/SO₄^2-最大值为2.68,说明移动源污染是杭州市PM_2.5形成的重要来源; PM_2.5/CO最高达到0.19,说明二次细颗粒物对PM_2.5贡献很大;NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺的浓度总和占PM_2.5平均浓度的64.3%,说明二次无机细颗粒物是杭州重灰霾形成的重要原因,且NO₃^-的贡献最大,占33.5%。混合受体模型分析显示,杭州市重灰霾污染的潜在源区主要位于安徽、江苏、河南、山东四省交界处,以及安徽省中东部、蚌埠、芜湖等工业污染较为严重的城市。夹杂着大量污染物的北方干冷空气远距离传输叠加部分局地源是杭州此次重雾霾形成的根本原因。因此,为了改善杭州市空气质量,不仅需控制当地的污染物排放,而且还需对整个长三角地区甚至跨区域采取大气联防联控策略。     

新型高效 Br(o)nsted 酸性离子液体催化剂体系催化烯烃齐聚反应

烯烃齐聚是重要的化工反应之一, 是指低碳烯烃在催化剂存在下发生聚合反应, 生成一个或多个单体重复相连的化合物过程. 烯烃齐聚反应是一种碳链增长过程, 是生成线性α-烯烃的重要过程. 齐聚反应主要生成单体的二聚、三聚、四聚或五聚物等低聚体, 发生反应的单体主要是低碳烯烃如乙烯、丙烯、正丁烯和异丁烯等. 烯烃齐聚产物应用十分广泛, 可以用于合成环境友好的液体燃料、长链烷烃润滑油、表面活性剂、增塑剂、汽油柴油添加剂等重要化工产品, 同时齐聚产物本身亦是重要的化工中间体和化学试剂. 烯烃齐聚反应研究的重点内容是开发新颖高效的催化剂, 以满足不同需要, 而应用 Br(o)nsted 酸性功能化离子液体作为催化剂用于齐聚反应的报道较少.本文考察了新型高效催化剂体系 (Br(o)nsted 酸性离子液体作为主催化剂, 三辛基甲基氯化铵作为助剂) 对烯烃齐聚反应的催化性能. 合成的 Br(o)nsted 酸性离子液体通过红外光谱、紫外可见光谱、1H 核磁共振和13C 核磁共振等进行系列表征,并进一步分析其结构与酸度的关系. 结果表明, 在相同的反应条件下, Br(o)nsted 酸性离子液体[HIMBs]HSO4对烯烃齐聚反应具有最好的催化活性. 本文考察了不同离子液体、离子液体用量、不同助剂、助剂用量、反应时间、反应压力、反应温度和不同溶剂等因素对反应的影响, 得到了最佳反应条件: 催化剂体系为[HIMBs]HSO4与三辛基甲基氯化铵, [HIMBs]HSO4/异丁烯摩尔比为25%, [HIMBs]HSO4/助剂 (三辛基甲基氯化铵)摩尔比为20:1 , 140 ℃, 8 h, 反应起始压力为2.0 MPa, 无添加溶剂 (离子液体本身作催化剂和溶剂). 在最佳反应条件下对反应物进行了拓展, 并研究了催化剂体系的循环使用情况. 在最佳反应条件下, 异丁烯齐聚反应中反应物转化率为 83.21%, 三聚物选择性高达 35.80%, 二聚物选择性为52.02%, 四聚物选择性为 3.14%. 结果表明, 本文提出的催化剂体系对烯烃齐聚反应具有较好的催化性能. 同时, 催化剂体系可以通过静置分层与产物分离, 并进行循环使用. 根据以往的报道和反应产物分布, 推测了烯烃齐聚反应机理. 烯烃齐聚反应为酸催化反应, 生成碳正离子中间体进行碳链增长, 生成齐聚产物.     

水-离子液和水-有机溶剂体系中萘普生酶法拆分的比较研究

在水—有机溶剂和水—离子液两相体系中研究了脂肪酶催化的萘普生甲酯的立体选择性水解反应。考察了转化率，对映体过量值(eep)；(ees)与时间的关系。据此构建了一种可以进行萘普生甲酯立体选择性水解的水—离子液两相体系，在该水—离子液两相体系中酶的活性与传统的水—有机相两相体系相比没有明显的变化，但是酶的立体选择性却明显提高，同时也对水—离子液两相体系中水含量对萘普生甲酯立体选择性水解反应的影响进行了研究，发现在水：离子液(v／v)为1：1时酶的活性和立体选择性最好。