聚氨基酸离子液体的制备及其对CO_2的吸收性能

以2-溴代异丁酸乙酯(EBiB)为引发剂、溴化铜(CuBr2)与2,2-联吡啶(bpy)为催化剂、抗坏血酸(AC)为还原剂,以[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵(METAC)为单体,在水-DMF体系中通过原子转移自由基聚合(ATRP)成功合成了分子量可控的聚甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(P[META][Cl])。将P[META][Cl]经离子交换形成氢氧化物后,再与甘氨酸进行离子交换,干燥后制得了一种可用于吸收CO_2的聚氨基酸离子液体(P[METAC][Gly])固体吸附材料。通过核磁共振(1 H-NMR)、尺寸排阻色谱法(SEC)和热重(TG)等测试方法表征了产物的化学结构与物化性能。结果显示,在CO_2气氛,40℃常压下,P[METAC][Gly]的CO_2吸收能力高达5.20%(质量分数),且能变温循环使用。     

电化学方法监测氯化胆碱离子液体-乙醇胺混合吸收液吸收CO_2

合成了氯化胆碱-乙二醇离子液体,研究了该离子液体与乙醇胺混合吸收液(摩尔比6∶1)吸收CO_2性能及解吸行为。该离子液体加入乙醇胺后对CO_2吸收极为迅速且具有较大吸收容量,并通过循环伏安方法监测吸收产物质子化乙醇胺(MEAH~+)的电化学行为。真空条件(80℃,10~(-5) atm)下解吸后的MEAH~+的循环伏安行为表明,该条件下可实现离子液体的回收利用。通过测定液相中MEAH~+浓度变化来研究吸收的方法,不仅有利于研究吸收过程中的反应机理,而且具有测定速度快,测控便捷等特点。     

离子液体吸收分离SO2

离子液体具有极低的挥发性、良好的热稳定性和化学稳定性以及结构性质可调等特点,被认为是一种环境友好的溶剂。由于其结构性质可调,可以设计合成出对SO₂有较高溶解能力和选择性的离子液体,在SO₂的吸收和分离领域得到了研究者的青睐。本文综述了各种用于分离捕集烟气和混合气体中SO₂的离子液体,介绍了它们的结构特点、吸收特性和强化方法,探讨了离子液体脱硫的相关机理,最后对离子液体吸收分离SO₂中存在的问题、发展方向和应用前景进行了论述。     

氨基酸离子液体水溶液吸收及解吸二氧化碳机理

氨基酸离子液体是近年来开发的一种新型高效的CO2吸收剂,但其水溶液捕集CO2的机理无明确的论述,普遍借鉴传统有机胺吸收CO2的Zwitterion机理来解释.本文以四甲基铵甘氨酸离子液体为研究对象,采用核磁共振碳谱技术,分析其水溶液捕集CO2过程的产物.与传统有机胺吸收CO2相比,该过程更为复杂,甘氨酸阴离子上的氨基先与CO2反应生成氨基甲酸酯,随着吸收剂的损耗,CO2水合反应增强,氨基甲酸酯水解生成甘氨酸和HCO-3,吸收饱和时CO2的存在形态为HCO3和微量氨基甲酸酯.再生过程则是吸收的逆过程,饱和溶液中的HCO-3先热分解释放CO2,并消耗水中的H+,促使甘氨酸解离为甘氨酸阴离子;部分HCO-3与甘氨酸阴离子反应生成氨基甲酸酯,随后氨基甲酸酯受热分解,释放CO2,溶液得以再生.     

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.     

氨基酸离子液体及应用

日本东京农业及技术大学的H.Ohno和他的助手认为,新型室温氨基酸离子液体用作多肽合成中间体和在药物化学、工业化学中的应用前景非常广阔。把1-乙基-3-甲基咪唑氢氧化物([emim][OH])的水溶液加到丙氨酸[Ala]和19种其他天然氨基酸的水溶液中就可以得到这类化合物。在除去水后,用元素分析和NMR光谱可以确定这类离子液体的结构。这种透明的、几乎无色的离子液体能够和多种有机溶剂相混溶。Ohno认为,这类氨基酸离子液体在研究阳离子结构和离子液体的物理和化学性质的关系时,是一类很好的模型物。离子液体[emim][Ala]的玻璃化温度、离子电导…     

氨基酸离子液体及应用

虽然有过大量流行病学的研究,究其原因至今仍然扑朔迷离。德国Munich工业大学的U.Poeschl,M..Weller和合作者提供了第一个合理的分子水平的解释:与交通污染所导致的蛋白质的硝化有关。他们发,当致敏物中最常见的桦树花粉蛋白质暴露在城市室外空气中或实验室配制的NO2和O3混合气     

离子液体在CO_2捕集中的应用进展

离子液体具有蒸汽压极低、热稳定性好、热容低和可以根据目标需求进行设计等特性,能克服传统CO2捕集工艺的诸多不足,因而成为目前CO2捕集溶剂的研究热点。本文主要综述了普通离子液体、功能化离子液体、支撑型离子液体膜、聚合型离子液体和离子液体复配溶液在CO2捕集方面的应用研究进展,评述了各种方法的优势和缺点,并在此基础上提出...     

离子液体催化CO_2和环氧化合物的研究进展

离子液体是一类新型的催化CO_2环加成反应的催化剂,因其具有结构可设计性、催化活性高、绿色高效等优点而被广泛应用于催化合成环状碳酸酯.本文主要综述了近几年来各种常规型离子液体及功能化离子液体对CO_2和环氧化合物反应的催化性能的研究进展,其中常规型离子液体主要有咪唑类、季铵盐、季鏻盐、吡啶类等离子液体,而功能化离子液体包括氨基功能化、羟基功能化、羧基功能化、氨基酸类等离子液体.同时对各类离子液体催化CO_2与环氧化合物合成环状碳酸酯的研究中存在的问题进行了分析,并对其应用前景进行了展望.     

含胺功能基团离子液体吸收CO2的研究

分别采用传统的加热回流法和微波反应法合成溴化1-(2-胺乙基)-3-甲基咪唑([NH2e-mim]Br)功能离子液体,并对其进行CO2吸收实验.实验结果表明:与加热回流法相比,微波法极大地节省反应时间,且产率高达91.8%.通过吸收和解吸实验发现,在常压298 K的温度下,[NH2e-mim]Br 吸收CO2的物质的量...     

氨基酸离子液体催化合成阿司匹林的研究

以2-甲基咪唑、溴乙烷、L-谷氨酸为原料合成了新型的咪唑谷氨酸盐离子液体,并对其结构进行了红外光谱、核磁共振、质谱表征。将其用于催化乙酸酐和水杨酸的乙酰化反应,探究了离子液体的用量、反应温度和反应时间对阿司匹林合成的影响和该氨基酸离子液体的重复使用性能。结果表明,该离子液体对于合成阿司匹林具有良好的催化效果,并可以重复使用;在水杨酸、乙酸酐和氨基酸离子液体摩尔比为1∶2∶3.75×10-4、反应温度为70℃以及反应时间为30min的条件下,阿司匹林的产率可达78.2%。     

离子液体支撑液膜分离CO2

支撑液膜是一种在湿法冶金、生物技术以及气体分离等多个领域都有应用的重要膜分离技术。本文回顾了支撑液膜技术分离CO2的研究进展,按照液膜相的不同,分类介绍了常规载体支撑液膜和离子液体支撑液膜,指出了常规载体支撑液膜分离CO2的局限性,重点介绍了离子液体支撑液膜分离CO2的发展,分析了气体在离子液体支撑液膜中的传质机理以及常规离子液体结构、含量和支撑膜材料等对分离效果的影响;讨论了离子液体的功能化方法以及功能化离子液体支撑液膜分离CO2的渗透率、选择性和液膜稳定性;介绍了两种新的离子液体支撑液膜改进方法:聚离子液体膜与凝胶化离子液体支撑液膜。最后指出了今后用于CO2分离的离子液体支撑液膜的发展方向。     

离子液体吸收氧气及其应用的研究进展

本文对近年来离子液体(ILs)吸收氧气(O_2)及其在分离、活化O_2方面的研究进展进行了系统地论述.首先,概述了常规ILs、Co(Ⅱ)螯合型ILs和ILs支撑液膜(SILMs)吸收分离O_2的研究工作,并着重讨论了阴离子种类和体积大小、阳离子种类和烷基取代基碳链长度等内在因素以及温度和压力等外在因素对ILs吸收O_2性能的影响.其次,比较了ILs吸收O_2、二氧化碳(CO_2)和氮气(N_2)等气体的性能差异,并结合■和■等热力学性质对此差异进行了深入分析.最后,重点论述了ILs活化O_2的机理及其在金属-O_2电池和一锅氧化级联催化反应中的应用,并对ILs吸收、分离和活化O_2领域的后续研究提出了展望与建议.     

离子液体在CO_2电还原反应过程中的催化作用与机理研究

在1-丁基3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([Bnlim][CF_3SO_3])/碳酸丙烯酯(PC)溶液中,采用循环伏安曲线、交流阻抗谱及阻抗模拟方法,研究了CO_2在Au上发生电还原反应的速率控制步骤与离子液体的催化作用.结果表明,在CO_2电还原反应过程中,吸附态CO_2经单电子还原生成CO_2~-自由基是速率控制步骤.由于离子液体的催化作用,CO_2在[Bmim][CF_3SO_3]/PC溶液中电还原的过电位比在四丁基三氟甲基磺酸铵([Bu_4N][CF_3SO_3])/PC溶液中降低了239 mV.交流阻抗测试结果表明,离子液体中的阳离子[Bmim]~+吸附在Au电极表面,形成离子液体吸附层,吸附态的CO_2分子经单电子还原后生成CO_2~·-)自由基,与周围离子液体发生相互作用,形成中间体[Bmim-CO_2]_(ad),降低了CO_2~(·-)的能量状态,使得CO_2电还原反应的过电位大幅度降低.     

咪唑类离子液体混合物吸收CO2性能研究

结合常规离子液体和功能型离子液体在吸收CO₂方面的优势,将两类咪唑类离子液体进行混合,对其吸收CO₂的效果和再生性能进行了实验研究。结果表明,两类咪唑类离子液体混合后流动性明显改善,与CO₂接触气液传质顺畅;常规离子液体[bmim][BF₄]和[bmim][Tf₂N]与胺功能型离子液体[NH₂e-mim][BF₄]混合物较单一的离子液体吸收CO₂的量大,[bmim][CH₃CO₂]与[NH₂e-mim][BF₄]混合后较单一的[bmim][CH₃CO₂]吸收量有明显的减低;随着常规咪唑类离子液体阳离子碳链增长,混合离子液体吸收CO₂的效果变强;与胺乙基功能型离子液体混合吸收CO₂时,阴离子为[Tf₂N]的常规咪唑类离子液体要比阴离子为[BF₄]的吸收效果好;离子液体混合物吸收CO₂后经再生循环利用10次,混合物质量基本不变,循环使用后吸收CO₂性能为初始吸收性能的75%~85%。     

铁基离子液体/NHD吸收氧化H2S的反应动力学

以铁基离子液体(Fe-IL) /聚乙二醇二甲醚(NHD)为脱硫体系, 通过静态吸收反应装置研究了共溶体系吸收氧化H₂S的动力学过程. 结果表明, 纯Fe-IL脱硫体系的动力学方程可表示为r=54.62exp(-11720/RT)· c_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}} ·c_Fe(Ⅲ), Fe-IL/NHD吸收氧化H₂S属于快速拟一级反应, 复配NHD后, 对Fe(Ⅲ)的反应级数随NHD复配比的增大而增大, 提高温度和NHD的复配比可强化传质过程, 提高脱硫过程的反应速率.     

离子液体水合物反应液表面张力的研究

表面张力是衡量水合物动力学促进剂促进效果的主要参数,为了探究离子液体应用于水合物生成促进的可行性,实验合成了具有表面活性功能的离子液体[HMIPS]DBSA、[MIMPS]DBSA、[PIPS]DBSA和[PYPS]DBSA,并分别测定了在不同浓度及温度条件下的表面张力。结果表明:四种离子液体的最低表面张力相较于纯水均降低了一半以上,其中[MIMPS]DBSA的降幅最小;各离子液体的表面张力随着浓度的升高而降低并达到一定值,其中[MIMPS]DBSA的CMC浓度为700 ppm左右,其余三种离子液体的CMC浓度则均在900 ppm以上;此外,各离子液体的表面张力随着温度的升高而逐渐降低,但相较于浓度对其的影响,降幅要小得多。这说明浓度是影响水合物反应液表面张力的主要控制因素。可以发现所合成的离子液体与当前最好的促进剂SDS相比,有待于进一步优化。但离子液体的高度可设计性及生物可降解性给水合物促进剂的研发提供了广阔的发展空间,具有很好的发展前景。     

功能化离子液体吸收活化二氧化碳制取甲酸

正二氧化碳是主要的温室气体,同时又是重要的碳资源。因此,二氧化碳的捕集和利用(CO_2 capture and utilization,CCU)在解决由于化石燃料的大量使用所导致的环境和能源问题等方面具有重要的意义~(1–3)。与传统的二氧化碳捕获和存储(CO_2 capture and storage,CCS)技术相比~4,CCU强调将捕获的CO_2作为一种碳资源转化为化学品     

氨基酸离子液体的合成及其催化性能的研究

本文以2-甲基咪唑、溴乙烷、L-谷氨酸为原料合成新型的咪唑谷氨酸盐离子液体,并对其进行红外光谱、核磁共振、质谱表征,同时将其代替浓H2SO4用于催化乙酸酐和水杨酸的乙酰化反应。探究了离子液体的用量、反应温度、反应时间对阿司匹林合成的影响和该氨基酸离子液体的重复使用性能。结果表明：该离子液体对于合成阿司匹林具有良好的催化效果,在水杨酸为2.76ｇ;乙酸酐为4.083ｇ;氨基酸离子液体用量为3滴、反应温度70℃、反应时间30min的条件下,阿司匹林的产率可达78.2％。     

负载型氨基酸离子液体的制备及其对二氧化碳的吸附性能

采用浸渍蒸发法将四甲基铵甘氨酸([N1111][Gly])和四甲基铵赖氨酸([N1111][Lys])两种离子液体分别负载到硅胶(SG)表面,利用EA、TGA、BET和FT-IR等技术对所得到的吸附剂进行表征,考察了离子液体种类、离子液体负载量和温度等条件对其CO_2吸附性能的影响。结果表明,离子液体成功负载到硅胶表面,所制得的负载型氨基酸离子液体对二氧化碳具有良好的吸附性能。在所考察的温度范围(303.15-323.15 K)内,温度越高,平衡吸附量越小;在负载量为10%-60%,随着负载量的增加,平衡吸附量先增加后减小。对于[N1111][Gly]/SG,当负载量为22.4%(质量分数)、吸附温度为30℃、压力为0.1 M Pa时,二氧化碳的平衡吸附量可达到41 mg/g(相对于1 mol AAILs吸附0.62 mol CO_2),而且,吸附20 min即可达到平衡吸附量的90%。吸附剂在循环使用六次之后,其结构与性能均保持良好。