离子液体添加剂[BMIM]HSO4对锌电积过程析氧反应动力学的影响

研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO₄)离子液体对锌电积过程析氧反应的影响. 研究工作借助于动电位极化, 电化学阻抗谱, 扫描电镜和X射线衍射等测试技术. 动电位极化曲线及对应的动力学参数分析表明, [BMIM]HSO₄对阳极析氧反应具有催化作用,可提高析氧反应速率常数. 电化学阻抗谱数据表明,[BMIM]HSO₄能显著降低阳极析氧电荷传递电阻,在所研究的1.85-2.10 V电位范围内添加5 mg·L^-1 [BMIM]HSO₄, 电阻值至少降低50%. 此外, 添加剂对阳极表面二次反应具有抑制作用, 其在阳极表面的吸附,阻碍了阴离子的阳极活化位点吸附过程. 电化学测试结果与长时间(120 h)阳极极化后所得阳极表面形貌和结晶取向分析结果相一致. [BMIM]HSO₄的添加能有效抑制中间产物β-PbO₂的形成,促进铅银电极表面大块且疏松多孔α-PbO₂的生成,加速阳极析氧的进行.     

离子液体辅助CaMoO4中空微米球的制备及光学性质研究

以1-正丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体([BMIM]Br)/水体系为反应介质，利用简便的液相沉淀法在室温下合成了钼酸钙(CaMoO₄)中空微球体材料。分别利用X-射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对产品的相结构及形貌进行表征，发现产品为空心结构的白钨矿型微米级球体,并且该CaMoO₄微球体是由粒径为10～20 nm的纳米粒子聚集而成。利用紫外可见(UV-Vis)漫反射谱及室温光致发光(PL)谱测试了产品的光学性质。通过与纯水相、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体([EMIM]Br)/水及1-正己基-3-甲基咪唑溴盐离子液体([HMIM]Br)/水等体系中所得产品的对比，证明了[BMIM]Br对产品的形貌及光学性能等具有重要影响，并对中空微球体形成的机理进行了讨论。     

离子液体[BMIM]Br与[BMIM][BF4]配比浓度对Br-离子电荷转移的调节

利用X射线吸收精细结构光谱(XAFS)及紫外吸收光谱两种方法, 分析了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)中逐渐掺入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF₄])时, Br^-阴离子与咪唑阳离子之间氢键作用及电荷偏移量的改变. 随着[BMIM][BF₄]加入量增多, Br 元素XAFS近边(XANES)显示吸收峰降低, 吸收边位置向低能端位移0.9 eV; 扩展边(EXAFS)算出径向结构显示Br 与近邻原子间平均配位数降低、平均键长增长; 紫外光谱也有明显蓝移减色效应. 这些结果都表明Br₄^-的掺入改变了Br^-与阳离子间的电荷偏移量, 负电荷更多地转移到Br^-上, 量化计算的数据同样支持该结论.     

两个含1-(1-萘甲基)咪唑的化合物：晶体结构和弱相互作用

1-(1-萘甲基)咪唑(L)和盐酸反应生成1-(1-萘甲基)咪唑盐酸盐L·HCl (1),在这个化合物中通过π-π堆积相互作用和氢键形成了二维超分子层。1-(1-萘甲基)咪唑(L)和AgPF₆反应生成单核银配合物[L]₂AgPF₆ (2),在这个化合物中通过2个类型的π-π堆积相互作用形成了二维超分子层。测定了L,1和2的荧光发射光谱。     

酸性离子液体催化油酸酯化合成生物柴油简

酸性离子液体具有催化活性好、选择性高及易于回收等优点,是一种应用前景非常好的环境友好的酸性催化剂,在生物柴油合成反应中具有重大的理论意义和应用价值. 本文以油酸和甲醇为原料,探讨了7种不同酸性离子液体在生物柴油合成反应中的催化效应. 研究表明,离子液体酸性越强,催化酯化活性越高;引入磺酸基团可大大增强离子液体Brönsted酸性,使其在酯化反应中发挥溶剂/催化剂的双重作用,促进酯化反应向产物方向进行,达到高产率,因而1-丁基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BHSO₃MIM]HSO₄）催化效果最好. 此外,系统研究了[BHSO₃MIM]HSO₄催化油酸与甲醇酯化反应,并采用响应面法优化了反应条件. 结果发现,该反应的最适醇酸摩尔比、催化剂用量、反应温度及反应时间分别为4：1,10%（基于油酸的质量）,130 ℃和4 h;在此条件下,生物柴油产率为97.7%. [BHSO₃MIM]HSO₄连续使用10批次后,仍能保持初始催化活性的95.6%,表现出极好的操作稳定性. 另外,利用该离子液体催化游离脂肪酸含量为72%的废油脂生产生物柴油,反应6 h可获得产率94.9%. 可见,[BHSO₃MIM]HSO₄在酯化生产生物柴油方面具有巨大的应用潜力.     

二[三(2-甲基-2-苯基)丙基锡]二元酸酯(CH2)n[CO2Sn(CH2CMe2Ph)3]2(n=2, 3, 4)的合成、结构及体外抗癌活性

丁二酸、戊二酸和己二酸分别与μ-氧-双[三(2-甲基-2-苯基)丙基]锡反应, 合成了3个二[三(2-甲基-2-苯基)丙基锡]二元酸酯(CH₂)_n[CO₂Sn(CH₂CMe₂Ph)₃]₂(n=2 (1), 3 (2), 4 (3))。对化合物1~3进行了元素分析、红外光谱及核磁共振(¹H, ¹³C)表征, 并通过X-射线晶体衍射分析测定晶体结构。化合物中锡与配基原子构成畸型四面体构型。试验表明, 化合物2和3均对人癌细胞Colo205、HepG2、MCF-7、Hela、NCI-H460的增殖具有较强的抑制作用。     

二[三(2-甲基-2-苯基)丙基锡]二元酸酯(CH2)n[CO2Sn(CH2CMe2Ph)3]2(n=2,3,4)的合成、结构及体外抗癌活性

丁二酸、戊二酸和己二酸分别与μ-氧-双[三(2-甲基-2-苯基)丙基]锡反应,合成了3个二[三(2-甲基-2-苯基)丙基锡]二元酸酯(CH₂)_n[CO₂Sn(CH₂CMe₂Ph)₃]₂(n=2(1),3(2),4(3))。对化合物1~3进行了元素分析、红外光谱及核磁共振(¹H,¹³C)表征,并通过X-射线晶体衍射分析测定晶体结构。化合物中锡与配基原子构成畸型四面体构型。试验表明,化合物2和3均对人癌细胞Colo205、HepG2、MCF-7、Hela、NCI-H460的增殖具有较强的抑制作用。     

二维网状配合物[Co(dimb)2(MeOH)2](ClO4)2的合成及晶体结构

设计并合成了一个含咪唑基团的柔性双齿配体:1,3-二(咪唑基-1′-甲基)-5-甲基苯(dimb)(1),并进行了 ¹H NMR和结构表征。通过dimb与高氯酸钴的反应,得到了一个新型的具有二维网状结构的配合物:[Co(dimb)₂(MeOH)₂](ClO₄)₂(2)。X-射线晶体结构测定表明,这两个化合物的晶体学参数分别为:配体(1)属单斜晶系, 空间群     

壳聚糖在4种咪唑型离子液体中溶解性的研究

研究、比较了壳聚糖在4种咪唑型离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([ BMIM] Ac)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM] Ac)和氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM] Cl)中的溶解性,提出了可能的溶解机理,并利用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA...     

离子液体-分子溶剂混合体系中电导率的测量与关联

在298.15K下测定了1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF₄])和1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF₆])与不同分子溶剂混合体系的电导率。结果表明, 随着分子溶剂浓度的增大，离子液体的摩尔电导率逐渐增大，离子液体在溶液中的摩尔电导率可以用纯离子液体的摩尔电导率、分子溶剂的介电常数和摩尔体积进行关联。     

Performance and Mechanism of Alkylimidazolium Ionic Liquids as Corrosion Inhibitors for Copper in Sulfuric Acid Solution

The addition of corrosion inhibitors is an economic and environmental protection method to prevent the corrosion of copper. The adsorption, performance, and mechanism of three 1-alkyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([BMIM]HSO₄, [HMIM]HSO₄, and [OMIM]HSO₄) ionic liquids (ILs) on the copper surface in 0.5 M H₂SO₄ solutions were studied by quantum chemical calculation, quantitative structure-activity relationship (QSAR), and molecular dynamics simulation. It is found that the main reactive site is located on the imidazolium ring (especially the C2, N4, and N7 groups). When the alkyl chain of the imidazolium ring is increasing, the molecular reactivity of the ILs and the interaction between the ILs inhibitor and copper surface are enhanced. The imidazole ring of the ILs tends to be adsorbed on Cu (111) surface in parallel through physical adsorption. The order of adsorption energy is [Bmim]HSO₄ < [Hmim]HSO₄ < [OMIM]HSO₄, which is in agreement with the experimental order of corrosion efficiency. On the imidazole ring, the interaction between the copper surface and the C atom is greater than that between the copper surface and the N atom. It is found that ILs addition can hinder the diffusion of corrosion particles, reduce the number density of corrosion particles and slow down the corrosion rate. The order of inhibition ability of three ILs is [Bmim]HSO₄ < [Hmim]HSO₄ < [OMIM]HSO₄,which agree well with experimental results. A reliable QSAR correlation between the inhibition corrosion efficiency and molecular reactivity parameters of the ILs was established.     

吗啡啉功能化酸性离子液体的合成、表征及其催化酯化性能

制备和表征了三种新型质子酸离子液体: 吗啡啉硫酸氢盐([Hnhm]HSO4)、4-甲基吗啡啉硫酸氢盐 ([Hnmm]HSO4)和SO3H-功能化的4-(3-磺丙基)吗啡啉硫酸氢盐([C3SO3Hnhm]HSO4). 以氯乙酸(CAA)和乙醇合成氯乙酸乙酯的酯化反应考察了它们的酸性和催化活性, 并与1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-(3-磺丙基)吡啶硫酸氢盐、1-(3-磺丙基)-2-吡咯烷酮硫酸氢盐等三种具有不同氮杂环的SO3H-功能化酸性离子液体以及浓硫酸相对照. 结果表明, 上述SO3H-功能化离子液体对酯化反应的催化性能比非SO3H-功能化的[Hnhm]HSO4和[Hnmm]HSO4都高, 等同甚至优于浓硫酸. 当反应条件为: n(EtOH)∶n(CAA)∶n([C3SO3Hnhm]HSO4)＝1.3∶1∶0.2, 反应温度80 ℃, 反应时间3 h, 酯收率可达93.4%. 而且离子液体经真空干燥重复使用9次, 催化活性仍无明显下降. 以[C3SO3Hnhm]HSO4催化乙酸和不同醇的酯化反应获得较高的酯收率和选择性, 离子液体跟酯产物均能自动分相. 还考察了SO3H-功能化酸性离子液体对奥氏体316不锈钢的腐蚀性. 尽管SO3H-功能化离子液体与硫酸的酸性相近, 但对钢试样的腐蚀率不到硫酸的1/3.     

吡咯烷酮酸性离子液体中硼酸酯的催化合成

研究了硼酸与频哪醇和环己醇在离子液体1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐（[Hnmp]HSO4）、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Bmim]BF4）及1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF6)中生成2-环己氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼烷的酯化反应。 考察了不同离子液体、反应温度、反应时间和离子液体与反应物物质的量比等对反应的影响。 结果表明,当n(硼酸)∶n(频哪醇)∶n(环己醇)∶n([Hnmp]HSO4)=1∶1∶1∶1,反应温度为70 ℃和反应时间为4 h时,硼酸酯的产率为72.5%,离子液体重复使用4次,催化活性无明显降低。     

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.     

Effect of pressure on the transport properties of ionic liquids: 1-alkyl-3-methylimidazolium salts

The self-diffusion coefficients (D) of the cation and anion in the ionic liquids 1-hexyl-3-methylimidazolium and 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphates ([HMIM]PF6 and [OMIM]PF6) and 1-butyl-3-methylimidazolium and 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborates ([BMIM]BF4) and ([OMIM]BF4) have been determined together with the electrical conductivities (kappa) of [HMIM]PF6 and [BMIM]BF4 under high pressure. The pressure effect on the transport coefficients is discussed in terms of velocity cross-correlation coefficients (VCCs or fij), the Nernst-Einstein equation (ionic diffusivity-conductivity), and the fractional form of the Stokes-Einstein relation (viscosity-conductivity and viscosity-diffusivity). The (mass-fixed frame of reference) VCCs for the cation-cation, anion-anion, and cation-anion pairs are all negative and strongly pressure dependent, increasing (becoming less negative) with increasing pressure. VCCs are the more positive for the stronger ion-velocity correlations; therefore, f+ - is least negative in each case. In general, f- - is less negative than f+ +, indicating a smaller correlation of velocities of distinct cations than that for distinct anions. However, for [OMIM]PF6, the like-ion fii are very similar to one another. Plots of the VCCs for a given ion-ion correlation against fluidity (reciprocal viscosity) show the fij to be strongly correlated with the viscosity as either temperature or pressure are varied, that is, fij approximately fij(eta). The Nernst-Einstein deviation parameter, Delta, is nearly constant for each salt under the conditions examined. It is emphasized that nonzero values of Delta are not necessarily due to ion pairing but result from differences between the like-ion and unlike-ion VCCs, because Delta is proportional to (f+ + + f- - - 2 f+ -). The diffusion and molar conductivity (Lambda) data are found to fit fractional forms of the Stokes-Einstein relationship, (LambdaT) proportional, variant (T/eta)(t) and Di proportional, variant (T/eta)(t), with t=(0.90+/-0.05) for all these ionic liquids, independent of both temperature and pressure within the ranges studied.     

Brönsted酸性离子液体催化酯化反应研究

合成了以2-吡咯烷酮和N-甲基咪唑为阳离子([Hnhp]＋和[Hmim]＋), , 和 为阴离子的一系列Brönsted酸性离子液体. 考察了这些离子液体的热稳定性和酸性. 以乙酸和异戊醇酯化合成乙酸异戊酯的反应考察了不同离子液体分别在不分水与分水条件下的催化效果, 结果表明, 不分水时, 当醇/酸/[Hnhp]HSO4物质的量比为1.2∶1∶0.2, 100 ℃下回流反应2 h, 酯收率可达93.6%, 反应结束后[Hnhp]HSO4体系可以顺利分相, [Hnhp]BF4则不能; 分水时, [Hnhp]BF4可与酯自动分相, 当醇/酸/[Hnhp]BF4物质的量比为1.2∶1∶0.01, 120 ℃下回流反应1.5 h时, 酯收率可达96.8%, 比相同条件下[Hnhp]HSO4的略高. 这两种体系中的离子液体均具有良好的重复使用性能. 实验中还探讨了不同离子液体的酸性和催化酯化反应后与酯产物的分相效果对其催化活性的影响, 结果表明, 离子液体的酸性和与酯的不可混溶性对其在不同体系中酯化反应的催化活性有不同程度的影响. 此外, 在上述不分水酯化条件(醇∶酸∶催化剂物质的量比均为1.2∶1∶0.2, 100 ℃油浴)下回流浸渍6 h比较离子液体[Hnhp]HSO4/BF4, [Hmim]HSO4/BF4和硫酸对奥氏体316不锈钢的腐蚀性, 测得离子液体腐蚀率比硫酸低; 除了[Hnhp]BF4, 离子液体[Hnhp]HSO4, [Hmim]HSO4和[Hmim]BF4的腐蚀性呈现随酸性递减而下降的趋势. 所测离子液体中[Hnhp]BF4腐蚀性最高. [Hnhp]BF4和硫酸中试样的腐蚀率分别为20.1和41.8 g/(m2&#8226;h).     

碱性离子液体催化甘油合成1,2-甘油碳酸酯(英)

以离子液体为催化剂,在无溶剂体系中,考察了生物质平台化合物甘油转化1,2-甘油碳酸酯的反应.与酸性离子液体和常用无机碱性催化剂相比,碱性离子液体咪唑基1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Im)、氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]OH)、咪唑基1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]Im)、氢氧化1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]OH)在甘油与碳酸二甲酯的酯交换反应中表现出优异的活性.其中,以[Bmim]Im离子液体为催化剂时甘油转化率为98.4%和甘油碳酸酯选择性接近100%.另外,该离子液体可以回收重复利用3次后甘油转化率仍可达92%,甘油碳酸酯选择性可近100%.此碱性离子液体催化方法具有反应结果较好、产物分离简单、条件温和以及环境友好等特点.     

Raman and ab initio studies of simple and binary 1-alkyl-3-methylimidazolium ionic liquids

Raman spectra of the ionic liquids, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([C4mim][PF6]), 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride ([C6mim]Cl), and 1-hexyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([C6mim][PF6]), and binary mixtures thereof, have been assigned using ab initio MP2 calculations. The previously reported anti and gauche forms of the [C4mim]+ cation have been observed, and this study reveals this to be a general feature of the long-chain 1-alkyl derivatives. Analysis of mixtures of [C6mim]Cl and [C6mim][PF6] has provided information on the nature of the hydrogen bonding between the imidazolium headgroup and the anions, and the invariance of the essentially 50:50 mixture of the predominant conformers informs on the nature of glass formation in these systems.