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.     

离子液体AlCl3/Et3NHCl中电沉积法制备金属铝

在AlCl3/Et3NHCl型离子液体中铝电极上通过恒电位电解沉积制备出金属铝. 测定了不同摩尔比的AlCl3/Et3NHCl离子液体在不同温度下的电导率, 考察了离子液体AlCl3/Et3NHCl摩尔比为2/1中Al电极上铝沉积的晶核成核过程, 以及恒电位电解沉积铝的工艺条件对电流效率和沉积铝表面形貌的影响. 结果表明, 不同比例AlCl3/Et3NHCl离子液体的电导率随温度升高而升高, 符合Arrhenius规律; 在Al电极上铝沉积的成核机理为三维瞬时成核过程; 恒电位电解沉积结果表明, 室温下在电位-2.4 V(vs Pt)和电解时间20 min条件下, 沉积铝的表面形貌比较平整致密,电流效率达73%, 沉积铝的纯度达96%(w).     

酸性离子液体萃取-氧化模拟油品脱硫研究

以酸性离子液体N-羧甲基吡啶硫酸氢盐(\[CH₂COOHPy\]HSO₄)为萃取剂和催化剂,过氧化氢为氧化剂,用于模拟油品(二苯并噻吩溶于正辛烷配制而成)萃取-氧化脱硫反应,考察过氧化氢用量、离子液体用量、反应温度和反应时间对脱硫率的影响。研究结果表明,当氧硫摩尔比(H₂O₂/S)为6,在10mL模拟油品中加入0.6mL离子液体, 50℃下反应40min,脱硫率可达99.7%。离子液体循环再生使用5次,脱硫率没有明显下降。     

室温离子液体催化正己烷异构化反应的研究

由无水三氯化铝与盐酸三乙胺按照不同摩尔比合成了具有不同酸度的室温离子液体,并考察了其酸性以及对正己烷异构化反应的催化性能。结果发现,随着离子液体合成时AlCl3比例的增大,离子液体的酸性增强,且离子液体2AlCl3/Et3NHCl对正己烷异构化显示出优良的催化性能。针对离子液体2AlCl3/Et3NHCl,考察了反应时间、反应温度和催化剂用量（剂油体积比）对正己烷异构化反应的影响。结果表明,反应条件对异构烷烃选择性的影响不大,但是对原料转化率、异构烷烃产率和液体收率有较大的影响。离子液体催化正己烷异构化的最佳反应条件,反应温度为50℃,反应时间为45min,剂油体积比为1∶1。     

CuCl对Et3NHCl/AlCl3离子液体催化性能的影响

 用CuCl对Et3NHCl/AlCl3离子液体进行改性,并考察了其对异丁烷-丁烯烷基化反应的催化性能. 结果表明,烷基化油的收率达到178%,C8组分的含量达到85%,辛烷值(RON)达到94.8. 通过结构组成及电荷分布分析可知,在CuCl改性的Et3NHCl/AlCl3离子液体中形成了新的配位结构AlCl4CuCl-,它作为更好的碳正离子受体,在反应过程中可降低碳正离子的浓度,进而降低烯烃的聚合程度,抑制较长碳链烷烃的生成,改善烷基化油的组成.     

[Bmim]FeCl_4离子液体的物理性质

研究了自制[Bmim]FeCl4离子液体的电导率、黏度与温度的关系,并与文献数据进行了对比.结果表明,采用落球法和旋转法都能准确地测量[Bmim]FeCl4离子液体的黏度;与Andrade方程相比,VTF方程能更好地拟合[Bmim]FeCl4离子液体的黏度和温度的关系,其相关系数达0.999 9.采用不同电导率仪测量的[Bmim]FeCl4离子液体的电导率有较大差别;相比Arrhenius方程而言,VTF方程能更好地拟合电导率与温度的关系;随着温度的变化,电导率与黏度的关系符合Walden规则,其相关系数达到0.99以上.     

引发剂对离子液体催化正己烷异构化反应的影响

由无水三氯化铝与盐酸三乙胺按照摩尔比2∶1合成了离子液体2AlCl3/Et3NHCl,并考察了其催化正己烷异构化的反应性能。发现离子液体2AlCl3/Et3NHCl可用于催化正己烷的异构化反应,但所需的反应时间较长。考察了引发剂正丁醇、异丁烯、异丁烷和异戊烷对离子液体催化正己烷异构化反应的影响。发现异戊烷作为引发剂时,正己烷的转化率为84.54%,液体收率为80.08%,异构烷烃的选择性为94.74%,达到了较好的反应效果。引发剂异戊烷的用量对异构化反应有着较大的影响,较优的引发剂用量为30%。添加异戊烷引发剂能明显提高离子液体催化正己烷异构化的反应速度,达到相似反应程度的反应时间可由6h缩短为45min。     

Dawson磷钼钒酸的合成、脱硫与微波辅助空气再生

采用乙醚萃取法制备了Dawson结构磷钼钒酸H6+n[P2Mo18-nVnO62](n=1～4),考察了不同钒原子取代数目、吸收温度、H2S气体浓度、杂多酸吸收剂浓度等条件下,4种杂多酸水溶液对H2S的吸收效率,发现其中H7[P2Mo17VO62]吸收剂具有最佳脱硫性能。采用微波辅助空气再生的方法对脱硫后的H7[P2Mo17VO62]吸收剂强化再生,通过红外、X射线能谱着重对吸收前、微波再生前后的H7[P2Mo17VO62]吸收剂进行了表征,并通过测定氧化还原电位、化学需氧量(COD)分析了再生前后吸收剂的氧化还原情况,结果表明,H2S还原V(Ⅴ)之后又进一步还原了Mo(Ⅵ),微波能够活化氧气从而促进脱硫后吸收剂的再生,是优于单纯空气再生的一种新的再生方法。     

磷钼杂多化合物湿法氧化脱硫动态特性研究

采用动态氧化还原电位监测法与尾气H2S浓度监测法,较为系统地研究了磷钼杂多化合物体系的脱硫动态特性,结果表明：磷钼酸钠（NaHPA)对H2S具有较好的脱除效果,空气对磷钼酸钠有很好的再生效果,磷钼酸钠杂多化合物体系的脱硫性能与其组成密切相关－NaCl能加速体系再生,Na2CO3能提高体系对H2S的吸收速率,NaVO3对脱硫体系的贡献表现在对再生过程的催化剂作用和对H2S的辅助吸收,体系的脱硫性能随温度提高而有所降低,随进气H2S浓度提高而相应降低,随吸收剂浓度提高而显著增加,最后,在单因素作用规律基础上,通过正交试验得到复配体系与比为：NaHPA:NaVO3:Na2CO3:Nacl=1:1:0.377:5.472.     

[bmim]Cl/FeCl3离子液体催化苯与乙烯烷基化的反应机理

 利用FT-IR和1H NMR对KOH无水乙醇溶液滴定前后的氯化1-正丁基-3-甲基咪唑(［bmim］Cl)无水乙醇溶液进行分析发现,［bmim］Cl咪唑环上的2-H具有显著的质子酸性,滴定后的NMR谱中化学位移为9.5处的2-H信号完全消失,且在滴定过程中有KCl生成. 通过［bmim］Cl/FeCl3离子液体的1H NMR分析发现,咪唑环上的氢质子尤其是2-H的化学位移与FeCl3含量密切相关,随着FeCl3与［bmim］Cl摩尔比的增大, 2-H的化学位移向低场移动,说明其去屏蔽作用增强, 2-H更容易脱离. 将合成的［bmim］Cl/FeCl3离子液体脱水,并采用同位素置换的方法研究了离子液体催化全氘代苯与乙烯的烷基化反应机理. 结果表明,脱水后的离子液体仍然可以催化烷基化反应. 通过对反应后液体产物的GC-MS分析,提出了离子液体催化的苯与乙烯烷基化反应的正碳离子机理. 反应前后离子液体的1H NMR分析表明,反应后离子液体中咪唑环上的2-H的信号强度较反应前降低了23%,说明引发反应所需要的H+一部分是由咪唑环上的2-H提供的.     

燃油深度脱硫用离子液体研究进展

综述了离子液体萃取脱硫、萃取氧化脱硫以及催化氧化脱硫技术的国内外研究进展;阐述了离子液体在不同脱硫体系中的作用及再生问题;论述了离子液体催化氧化脱硫技术的优点,如:反应条件温和,脱硫效率高,操作简单,最有发展前景,可以作为加氢脱硫的补充,实现燃油的深度脱硫;并分析了离子液体脱硫技术存在的问题及其工业化应用前景.     

碱性离子液体催化金属调节的甲基丙烯酸甲酯的电子转移活化原子转移自由基聚合

通过电子转移活化原子转移自由基聚合（AGET ATRP）,以2-溴代异丁酸乙酯（EBiB）为引发剂、维生素C（VC）为还原剂。 以碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氢氧化盐([Bmim][OH])分别和FeCl3·6H2O、CuCl2及RuCl3形成的配合物为催化剂催化甲基丙烯酸甲酯（MMA）的本体和溶液聚合。 催化量的[Bmim][OH]即可提高聚合速率,并且得到相对分子质量分布可控的PMMA（Mw/Mn为1.20～1.40）。 研究了[Bmim][OH]的加入量对聚合速率和相对分子质量分布的影响,3种催化体系催化性质通过循环伏安曲线表征。 扩链反应证明了碱性离子液体催化甲基丙烯酸甲酯的聚合为“活性”/可控自由基聚合。 碱性离子液体良好的溶解性使其成为活性自由基聚合的良好催化剂。     

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。     

吡啶类离子液体萃取-氧化脱除含硫化合物

制备了N-丁基吡啶四氟硼酸盐离子液体([BPy]BF₄), 考察了其对含有噻吩和二苯并噻吩的模型油萃取脱硫的效果. 在此基础上以离子液体为萃取剂, 以过氧化氢(质量分数30%)为氧化剂, 研究了其对模型油进行萃取-氧化脱硫的效果, 结果表明, 当V([BPy]BF₄)∶V(Oil)∶V(H₂O₂)=1∶1∶0.4时, 在55 ℃下进行萃取-氧化脱硫30 min, 噻吩和二苯并噻吩的脱硫率分别达到78.5%和84.3%; 将该萃取-氧化体系应用于实际汽油体系, 脱硫率达到56.3%; 对使用过的离子液体进行再生处理, 重复使用4次脱硫率无明显变化.     

大学化学实验电势-pH曲线测定探讨

大学化学实验电势-pH曲线测定中采用的电极反应S 2H 2e-=H2S(g)的电极电势表达式有误,导致所绘制的电势-pH曲线与教科书要求不符;没有给出电极反应FeY- e-= FeY2-的标准电极电势φθ,易使学生误将电极反应Fe3 e-=Fe2 的φθ=0.771V作为电极反应FeY- e-= FeY2-的φθ;仅从两个电极反应电极电势的差值来确定脱硫氧化-还原反应的最佳pH范围不够全面,应结合溶液中络合物的稳定性、液相催化湿法脱硫原理、脱硫溶液pH对H2S吸收反应的影响、对再生反应的影响和脱硫过程的经济性等多方面考虑,使学生有全面综合的认识.     

室温离子液体催化正戊烷异构化反应

采用无水三氯化铝与多种有机氯盐按照不同摩尔比合成了具有不同酸度和阴、阳离子结构的室温离子液体,考察了离子液体的结构和反应条件对正戊烷异构化反应的影响。结果表明,合成离子液体过程中,AlCl3与Et3NHCl摩尔比对离子液体的酸强度和催化性能有较大的影响。实验确定了正丁醇为异构化反应适宜的引发剂,其用量为正戊烷的2.5%;正戊烷异构化的优化反应条件为反应温度30℃,反应10h,搅拌器转速1500r/min。在此优化反应条件下,正戊烷的转化率与异构化率分别达到85.66%和92.86%。     

氨基酸基咪唑离子液体氧化萃取脱硫研究

通过离子交换法制备以天冬氨酸(Asp)、组氨酸(His)、甘氨酸(Gly)、色氨酸(Try)为阴离子的氨基酸咪唑离子液体,与H_2O_2协同深度去除模拟汽油中的二苯并噻吩(DBT)。对合成的氨基酸咪唑离子液体进行了FT-IR、1H NMR表征,并优化氧化脱硫工艺条件。结果表明,与以组氨酸、甘氨酸和色氨酸作为离子液体的阴离子相比,天冬氨酸作为阴离子时,离子液体与H_2O_2体系的催化萃取脱硫效果最好。通过对反应温度、H_2O_2/模拟油体积比和反应时间的工艺优化,探讨了[C_8mim]Asp和H_2O_2催化萃取脱硫的效果,最优工艺条件下,脱硫率可达96.5%。[C_8mim]Asp离子液体再生循环7次后脱硫率仍能保持在93.7%。对[C_8mim]Asp和H_2O_2协同催化脱硫机理的研究发现,[C_8mim]Asp的羧基与双氧水反应成过氧化羧基,将二苯并噻吩氧化成为二苯并噻吩砜,从而达到脱硫的目的。     

不同离子液体中三氯化铁的电化学行为

本文采用循环伏安法研究了FeCl3在五种不同的离子液体(包括疏水性和亲水性的离子液体)中的电化学行为,计算了不同离子液体中FeCl4的扩散系数.实验结果表明:Fe3+在离子液体中的氧化还原过程是一个具有较高可逆性的扩散控制过程.离子液体的阴、阳离子的结构及大小对Fe3+的电化学响应有影响,且离子液体的阴离子的影响较阳离子更大一些.     

羧基功能化苯并三氮唑类离子液体的合成及在萃取-氧化脱硫中的应用

合成了新型离子液体(ILs)1-烷基-3-羧甲基苯并三氮唑双三氟甲磺酰亚胺盐,并对其进行了表征.将其与双氧水组成催化氧化体系,考察了脱除模型油品中硫化物的效果.结果表明,以离子液体1-5基-3-羧甲基苯并三氮唑双三氟甲磺酰亚胺盐[C2O2BBTA][NTf2]为萃取/催化剂,设定n(H2O2)∶n(S)=2.5∶1,m(模型油)∶m(离子液体)=5∶1,在75℃下反应1 h后,模型油中二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脱硫率分别为98.3%,98.3%和96.6%.所合成离子液体重复使用10次,脱硫率无明显变化.该方法操作简单、反应条件温和,可以实现深度脱硫.     

石墨相氮化碳负载磷钨酸杂化材料的制备及其氧化脱硫催化性能

以1-丁基-3-甲基咪唑溴离子液体([Bmim]Br)、磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40))和g-C_3N_4为原料,采用原位沉淀法合成了负载型[Bmim]_3PW_(12)O_(40)/g-C_3N_4催化剂(BPWO/g-C_3N_4)。通过XRD、FT-IR、UV-vis、氮气吸附、TEM和XPS等手段对催化剂的形貌和结构进行了表征,并以二苯并噻吩(DBT)的正庚烷溶液为模拟油、过氧化氢为氧化剂,考察了各组分负载量、催化剂用量、氧/硫物质的量比(O/S)和反应温度变量等对其氧化脱硫效果的影响。结果表明,BPWO/g-C_3N_4具有Keggin型杂多阴离子结构特征,BPWO (20%)/g-C_3N_4催化剂具有最优的对DBT的氧化脱硫性能,在50℃、O/S物质的量比为6.0的条件下反应180 min,可以完全氧化浓度为800μg/g的含DBT模拟油。同时,该BPWO/g-C_3N_4催化剂具有良好的重复使用性能,循环使用八次后其对DBT的氧化活性没有明显降低。