1-(吡啶鎓基)-5-(1-甲基哌啶鎓)戊烷双三氟磺酰亚胺盐的合成与热力学性质研究

运用分子设计理论合成了一种非对称双阳离子型离子液体1-(吡啶鎓基)-5-(1-甲基哌啶鎓)戊烷双三氟磺酰亚胺盐([PyC5Pi][NTf2]2),采用IR和1H NMR对其结构进行表征,使用非等温热重分析法、等转化率法和多元非线性回归法,研究了该离子液体的热稳定性、热分解动力学参数和热分解机理模型函数.结果表明,[PyC5Pi][NTf2]2的热稳定性较好;等转化率法得到[PyC5Pi][NTf2]2的平均活化能为160.10 kJ/mol,平均对数指前因子为9.17;多元非线性回归法得到该离子液体为n级自催化反应(CnB),n=1.592 6,Kcat=5.602 7,对应的热分解机理模型函数为f(α)=(1-α)1.592 6(1+5.602 7α),相应的活化能E=169.71 kJ·mol-1,对数指前因子lg A=9.59,与等转化率法得到的结果吻合.     

基于聚离子液体的常压阴离子可染聚丙烯纤维制备及其性能

为改善聚丙烯纤维的染色性能,使其达到阴离子染料可染的效果,设计合成了一种主链是阳离子型的聚离子液体,对其与聚丙烯共混体系的相容性进行研究;将共混体系通过熔融纺丝得到阴离子可染聚丙烯纤维,借助纱线强伸度仪研究了纤维的力学性能,并通过染色实验对纤维的染色性能进行分析。结果表明:聚丙烯与聚离子液体共混体系具有良好相容性,聚离子液体的加入使聚丙烯的结晶度和取向度降低,从而使得其改性聚丙烯纤维更有利于与染料结合;改性聚丙烯纤维的上染率达到17.0%,染色深度值达到5.450 3,且改性纤维的断裂强度为4.4 cN/dtex,符合纺织加工的要求。     

离子液体[bmim]BF4的合成及其对涤纶织物抗静电性能的影响

研究了离子液体[bmim]BF4的合成,采用IR、1HNMR进行结构表征;分析了离子液体用量、轧余率、焙烘温度对涤纶织物抗静电性能的影响.结果表明:成功合成离子液体[bmim]BF4;[bmim]BF4用量25 g/L、轧余率80%、焙烘温度170℃时,整理的涤纶织物具有较好的抗静电性能,但耐洗性较差.通过TiO2/SiO2水溶胶进行后处理可以提高其耐洗性.     

酶在离子液体中的催化反应研究综述

综述了脂肪酶、蛋白酶、氧化还原酶、纤维素酶和糖苷酶在离子液体中的催化反应特性:与有机溶剂中的酶反应相比,在离子液体中大多数酶表现出较高的催化活性、稳定性和选择性,也能提高产物产率,且离子液体可循环使用.指出,今后应着力于研究离子液体中生物催化反应的机理、离子液体的结构与性质之间的关系、离子液体与酶的相互关系、酶在离子液体中的反应特征及特性变化等.     

西安工程大学科研成果展示(四)

正项目名称:纤维素溶剂型咪唑基离子液体的绿色合成、性质和应用项目简介:棉纤维中富含纤维素,从废旧棉纤维中回收纤维素可制备再生纤维素纤维,其中纤维素溶剂起着重要作用。但传统的纤维素溶剂体系存在一些缺点,不符合节能清洁生产的要求。本项目研究离子液体性质与纤维素溶解再生性能的关系,同时基于离子液体与纤维素的作用特点,探究离子液体用作棉纤维染色前处理剂及开发过程污染物检测方法的研究。     

阳离子型抗静电剂的合成及其性能

针对PET材料的静电积聚问题，合成了无规共聚物结构的非离子与阳离子型抗静电剂，重点考察了阳离子型抗静电剂中的季铵盐组分对抗静电剂的热学性能、抗静电性能的影响，以及阳离子型抗静电剂的含量对PET基体的抗静电性能、表面亲水性能以及力学性能的影响。结果表明：阳离子型抗静电剂的热稳定性不如非离子型抗静电剂；阳离子型抗静电剂的抗静电效果优于非离子型抗静电剂，当季铵盐的添加量为14%时，阳离子型抗静电剂的抗静电效果相对最优；当阳离子型抗静电剂质量分数达到20%时，PET注塑样品的表面电阻率下降了4个数量级，表面接触角下降了63.03%，抗静电性能以及表面亲水性能得到显著提高，但力学性能有所下降。     

猪皮胶原在离子液体双水相([Bmim]BF_4-K_2HPO_4)中的溶解性研究

以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料,丙酮为溶剂,采用两步法合成目标离子液体[Bmim]BF_4。将[Bmim]BF_4、K_2HPO_4和去离子水混合形成离子液体双水相体系用于溶解猪皮皮粉。研究了影响该双水相体系对猪皮皮粉溶解能力的因素。发现盐K_2HPO_4为0. 25g,温度为62℃,离子液体质量为2. 00g,且当猪皮皮粉的质量分数为14%时,溶解率可达13. 12%,溶解效果高于传统的提取方法(酸、碱、酶法),且离子液体回收率高。使用傅里叶变换红外光谱仪、热失重等多种仪器分别表征胶原蛋白溶解前后的结构变化,结果表明,其过程是胶原先充分溶胀后再溶解;溶解出胶原的质量明显较(酸、碱、酶法)传统方法处理的量高。皮粉经溶解再生后,其再生胶原呈无规卷曲构象,主体结构仍然是以结晶结构为主体的胶原蛋白。但是,因离子液体的结构与性质,溶解过程削弱胶原蛋白分子之间的氢键(对胶原蛋白的二级结构造成影响)。试验结果显示采用离子液体双水相提取胶原方法,是一种极具深入研究价值的新方法。     

基于AFM/STM技术的离子液体表/界面性质及结构研究之进展

AFM/STM技术对于离子液体表/界面性质与结构的研究非常重要.目前,使用AFM/STM技术直接观察离子液体薄膜、离子液体混合物、负载离子液体的结构及性质以及原位观察反应过程离子液体结构及性质变化等研究不断涌现,尤其在原位观察离子液体表/界面性质与结构变化方面,AFM/STM技术得到了很好的应用.未来应主要加强离子液体不同阴阳离子结构、性质对离子液体与气体、离子液体与固体界面影响的研究,进而形成系统化的理论,为离子液体吸收气体及催化反应的应用提供理论支持,并进一步构建模型,指导离子液体的设计.     

猪皮胶原在离子液体双水相([Bmim]BF_4-K_2HPO_4)中的溶解性研究(续)

以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料,丙酮为溶剂,采用两步法合成目标离子液体[Bmim]BF_4。将[Bmim]BF_4、K_2HPO_4和去离子水混合形成离子液体双水相体系用于溶解猪皮皮粉。研究了影响该双水相体系对猪皮皮粉溶解能力的因素。发现盐K_2HPO_4为0. 25g,温度为62℃,离子液体质量为2. 00g,且当猪皮皮粉的质量分数为14%时,溶解率可达13. 12%,溶解效果高于传统的提取方法(酸、碱、酶法),且离子液体回收率高。使用傅里叶变换红外光谱仪、热失重等多种仪器分别表征胶原蛋白溶解前后的结构变化,结果表明,其过程是胶原先充分溶胀后再溶解;溶解出胶原的质量明显较(酸、碱、酶法)传统方法处理的量高。皮粉经溶解再生后,其再生胶原呈无规卷曲构象,主体结构仍然是以结晶结构为主体的胶原蛋白。但是,因离子液体的结构与性质,溶解过程削弱胶原蛋白分子之间的氢键(对胶原蛋白的二级结构造成影响)。试验结果显示采用离子液体双水相提取胶原方法,是一种极具深入研究价值的新方法。     

新型双核碱性离子液体的合成及其催化制备生物柴油

以吗啡啉、溴代十二烷和1,4-二溴丁烷为原料,合成了双-(N-十二烷基-吗啡啉)亚丁基双氢氧化物双核碱性离子液体([Nbmd]OH),采用1H-NMR对合成的离子液体进行结构分析,通过TGA对离子液体的热稳定性进行考察,同时对离子液体的溶解性和碱性进行了测定。然后以大豆油和甲醇的酯交换反应为模型反应,进行该离子液体的催化活性考察实验。结果表明:该离子液体在低于200℃的条件下具有良好的热稳定性;该离子液体可溶于甲醇,不溶于大豆油;碱性略低于相同质量浓度的KOH水溶液;当甲醇与大豆油摩尔比为14∶1、离子液体用量为大豆油质量的7%、反应时间为8 h、反应温度为60℃时,生物柴油收率可以达到84.5%,且该离子液体经回收、真空干燥,重复使用6次后生物柴油收率仍可达到80.6%。     

一种新型阳离子蓖麻油加脂剂的合成及性能

蓖麻油与甲醇发生酯交换反应,再与阳离子醚化剂ETA发生醚化反应合成一种蓖麻油的阳离子改性物,并以此为主要成分与其它非离子表面活性剂复配成阳离子型皮革加脂剂.结果表明:此加脂剂具有良好的加脂和渗透性能.     

咪唑鎓离子液体的合成及在苎麻改性中的应用

采用保护和脱保护的方法合成了溴化N-乙基-N-苄基咪唑(BM[ imi] Br)离子液体,用傅里叶变换红外光谱和核磁共振谱表征了它的结构,并研究了其溶解性能和导电性能.采用BM[imi]Br的水溶液对苎麻纤维织物改性后再染色,测试了改性苎麻的染色性能.结果表明,离子液体BM[ imi] Br为强电解质,极易溶于极性溶剂中.BM[imi]Br在不同溶剂中的电导率顺序为:κ(水)＞k(乙腈)＞κ(DMF)＞κ(无水乙醇)＞κ(丙酮),其摩尔电导率随离子液体浓度的增大而减小.苎麻经离子液体处理改性后,其吸水率、吸湿率和上染率均有明显提高.     

Brnsted双核磺酸功能化离子液体催化制备生物柴油

以吗啡啉、1,3-丙烷磺内酯、1,4-二溴丁烷和浓硫酸为原料,通过三步法合成了双-(4-(3-磺丙基)吗啡啉)亚丁基双硫酸氢盐(Bi-[C_3SO_3Hnhm]H_SO_4)双核磺酸功能化离子液体。分别采用FT-IR和TG对合成的离子液体的结构和热稳定性进行表征;同时测定了该离子液体的溶解性、酸性及对奥氏体型不锈钢316的腐蚀性。此外,考察了该离子液体催化大豆油和甲醇反应制备生物柴油的工艺条件中。结果表明,合成的离子液体与目标产物一致,具有较高的热稳定性,能够溶解于极性溶剂,且具有较强的酸性,98%浓硫酸对钢样的腐蚀速率为离子液体的近8倍。当醇油摩尔比为14∶1、离子液体加入量为大豆油和甲醇总质量的5%、反应时间为8 h、反应温度为60℃时,生物柴油的收率为95.4%,且该离子液体经回收、真空干燥,重复使用6次后生物柴油的收率仍然能够达到91.2%。     

[Bmim]Cl双水相体系对猪皮皮粉溶解性能的研究

实验以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料,丙酮为溶剂合成目标离子液体氯化1–丁基–3–甲基咪唑([Bmim]Cl)。将合成的[Bmim]Cl、盐和去离子水混合形成离子液体双水相体系,并溶解猪皮皮粉。讨论不同种类的盐和不同质量分数的猪皮皮粉溶于猪皮皮粉溶于离子液体双水相体系的溶解情况。通过研究发现双水相体系中,盐为K2HPO4且浓度为65.5 mg/mL时溶解猪皮胶原情况最好,平且当猪皮皮粉的质量分数为10%时,溶液已经达到饱和。用傅里叶红外光谱仪对回收的离子液体以及猪皮胶原再生膜进行红外分析,观察得到回收的离子液体的较好,猪皮皮粉溶解前后胶原二级结构未发生变化。     

酯基链微增长对咪唑类离子液体的导电行为和热稳定性影响

为了研究咪唑类离子液体(ILs)结构对其性能的影响,将酯基引入到1,2-二甲基咪唑结构中,合成了两种离子液体:氯化1-乙酸甲酯基-2,3-二甲基咪唑离子液体(IL1)和氯化1-乙酸乙酯基-2,3-二甲基咪唑离子液体(IL2)。采用傅里叶红外光谱、核磁共振和元素分析等技术表征IL1和IL2的结构。测试分析IL1-H_2O、IL2-H_2O体系的电导率,以及IL1、IL2离子液体的导电行为与热稳定性。结果表明,所合成的两种离子液体具有良好的离子导电性能。在0.01～0.2 mol/L低浓度条件下,随着二元体系中离子液体浓度的增大,离子迁移数逐渐增多,体系的电导率呈增大趋势,且IL1-H_2O和IL2-H_2O体系的离子导电行为均符合Arrhenius型。得出了离子导电活化能的经验数值。循环伏安法结果表明,酯基链的微增长对电化学窗口(EW)的影响较大,IL1和IL2具有较宽的电化学窗口,分别为2.66V和3.14V,在电化学沉积等方面具有应用潜力;热重分析表明,酯基链较长的IL2具有相对高的热稳定性,这是由于酯基链的增长有助于分子内的氢键形成。     

离子液萃取-高效液相色谱法检测调味品中的罗丹明B

为研究溶液pH、溶液体积、吸附时间等对离子液吸附罗丹明B的影响,本文采用离子子液萃取-高效液相色谱检测方法,合成离子液体后对罗丹明B吸附性能进行研究.结果表明,该检测方法操作简单、回收率高、灵敏度高,可对待测样品进行批量检测.     

离子液体中的晶体制备的研究

近年来,随着实际应用的需要,在无机合成中,越来越广泛地应用各种特殊实验技术和方法来合成特殊结构、聚集态(如膜、超微粒、非晶态等)以及具有特殊性能的无机化合物或无机材料,水热与溶剂热合成(hydro-/solvothermal synthesis)是无机合成化学领域中的一种非常重要的合成技术。而将离子液体应用于制备晶体中的研究也日趋成熟。     

微波协同离子液体的合成及在黄酮类化合物提取中的研究进展

阐述了离子液体的合成方法,并进行了系统的比较,微波协同合成离子液体具有耗时短、产率高及环境友好等优点;同时总结了微波协同合成离子液体的国内研究进展,并综述了离子液体在黄酮类化合物提取中的应用.     

离子液体中脂肪酶催化酯类合成研究进展

离子液体与传统的有机溶剂相比,常温下呈液态,饱和蒸气压小,是一种可调节、可设计的溶剂,并且能够提高脂肪酶的活性与稳定性,已经在酶促酯类合成中有广泛的应用。通过改变不同阴阳离子的自由组合,会使其产生不同的溶剂性质。这些溶剂性质如疏水性、极性、黏度、氢键强度将会对酶促反应产生影响。从离子液体的结构、离子液体溶剂性质对酯类合成的影响、离子液体在酯类合成中的应用以及针对特定反应设计特别结构的离子液体4个方面对离子液体在脂肪酶催化酯类合成中的应用进行了综述,同时对未来在离子液体中酯类合成领域的研究进展进行了展望。     

离子液体中酶法催化合成糖酯的研究进展

离子液体作为一类极具有发展潜力的绿色溶剂,其用于酶催化反应介质有着传统有机溶剂和功能性离子液体无法超越的优势。综合对国内外近十几年公开发表的有关离子液体中酶法催化合成糖酯的文献,从常见离子液体分类,离子液体对酶活性、稳定性和选择性的影响,以及糖酯酶法催化合成的方法及研究现状进行了归纳与总结,同时指出了今后在离子液体中糖酯酶法催化合成领域值得研究的重要内容。