离子液体相行为(Ⅰ)胶团化特性

研究了离子液体在水相中的自聚规律,从侧链、头部及阴离子类型等方面比较了影响胶团聚集的主要因素.实验发现,增加侧链长度有利于胶团形成,降低阴离子水合性以及采用甲基化头部也利于形成胶团,碳链长度变化的作用最明显,升高温度不利于离子液体形成胶团.     

基于COSMO-SAC模型研究离子液体对氨水溶液汽液平衡的影响

采用COSMO-SAC模型研究了不同离子液体存在下氨水溶液的汽液相平衡,探讨了离子液体的亲水性、酸碱性、阴阳离子种类以及功能基团修饰等对氨的相对挥发度的影响。研究发现,不同性质的离子液体均会影响氨水系统的汽液相平衡。一般地,如果水与离子液体相互作用能高于氨与水的相互作用能,离子液体将有利于氨的逸出。当阴离子亲水性和形成氢键的能力越强,或者水与阴离子相互作用能越强,或者氨与阳离子相互作用能越弱,则离子液体越能促进氨水分离。水/离子液体之间的相互作用能与氨/水之间的相互作用能差值越大,离子液体越能提高氨的相对挥发度。当水与离子液体相互作用能低于氨与水的相互作用能时,离子液体也能促进低浓度下的氨水分离。阴离子要比阳离子更能影响氨的相对挥发度,其中氯离子([Cl]^-)、醋酸根离子([Ac]^-)型离子液体对促进氨水分离的效果更佳。对于甲基咪唑类阳离子([C _n mim]⁺,n=2、4、6、8),烷基链越长,越不利于氨的分离,但在[C₂mim]⁺上嫁接胺基(—NH₂)将会改善低浓度下氨水的分离效果。     

短链多硫化物在离子液体中聚集行为的分子动力学模拟

离子液体因其优异的物化性质、能抑制多硫化物溶解等特点,近年来被广泛应用于锂硫电池电解液中。在电池充放电产物中,难溶性Li₂S和Li₂S₂易聚集沉积在电极表面,影响电池性能,而目前关于其团聚行为与电解液性质的微观机理研究较少。本工作利用量化计算和分子动力学模拟分析了短链Li₂S和Li₂S₂在离子液体中的微观结构以及形成团簇的情况。通过分析体系的微观结构发现,阳离子中主要与S作用的是侧链甲基,短链多硫化物之间Li-S作用远强于与阴离子的Li-O作用。团簇尺寸分布的结果表明,短链多硫化物在[TFSI]型离子液体中易形成多分子的大团簇,Li₂S₂体系比Li₂S体系中的大团簇比例更高;离子液体阴离子配位能力越强,形成大的Li₂S团簇比例越少,但阴离子的构型特点和作用形式也会对团簇的尺寸结构造成影响。     

木瓜蛋白酶在离子液体双水相中的分配行为

采用离子液体双水相提取木瓜蛋白酶。首先考察不同浓度、pH、温度的离子液体对木瓜蛋白酶活性的影响, 其次考察不同离子液体双水相体系、离子液体侧烷基链长度及浓度、酶添加量、pH、温度对木瓜蛋白酶分配行为的影响。结果表明:[C₄mim]Cl和[C₄mim]Br体系萃取木瓜蛋白酶的效果比[C₄mim]BF₄体系好;高温(≥60℃)对离子液体双水相体系萃取木瓜蛋白酶不利。离子液体双水相萃取木瓜蛋白酶的最佳工艺条件:0.25 g·ml^-1的[C₄mim]Cl, 0.35 g·ml^-1的K₂HPO₄, pH 8.0, 酶添加量2.0 mg·ml^-1, 30℃。此条件下木瓜蛋白酶的酶活性回收率达到95.16%, 纯化因子达到1.5。为今后进一步研究该体系的放大实验或规模化生产奠定了基础。     

离子液体分离体系的研究与发展

离子液体分离技术主要用于水中微量、痕量组分的分离与富集,也可用于水中有机污染物的去除,在许多方面优于传统的分离技术。离子液体分离技术的研究主要分为两个方向:离子液体双水相萃取技术和离子液体气浮溶剂浮选技术。综述了这两种技术的装置、影响因素、机理及应用,并指出了这两种技术的复合——离子液体双水相气浮溶剂浮选技术是今后的发展方向。     

新型绿色分离体系——离子液体双水相及其在生物分离中的应用

近几年来,离子液体双水相作为一种新型绿色分离体系越来越受到关注。离子液体双水相具有粘度低、分相快、不易乳化以及对生物物质萃取率高等优点。介绍了离子液体双水相的机理以及它在生物分离中的一些应用。     

离子液体双水相萃取的应用研究进展

离子液体作为一种环境友好的反应介质,具有熔点低、蒸气压小、电化学窗口大、酸性可调及良好的溶解度、黏度和表面张力等特点。双水相萃取与传统的萃取及其他分离技术相比具有操作条件温和、处理量大、易于连续操作等优点。作为一种高效而温和的新型绿色分离体系,离子液体双水相体系结合离子液体和双水相萃取的优点,萃取过程中在保持生物物质的活性及构象等方面有明显的技术优势。离子液体双水相的研究取得了一些阶段性的成果,越来越受到关注。介绍了离子液体双水相体系及其优点,综述了离子液体双水相体系在生物工业分析、药物分析和金属分离等方面的应用,展望了离子液体双水相体系的应用前景。     

离子液体中胰岛素结构稳定性的分子动力学模拟

离子液体作为一种新型绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,被广泛应用于蛋白质的稳定性研究。选用热敏性蛋白药物胰岛素作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,从分子层面上研究不同种类的离子液体对胰岛素结构的稳定效果。结果表明,与纯水体系相比,在常温下离子液体能够有效地稳定胰岛素的分子结构,且体系中阴离子的氢键碱性越弱,阳离子的烷基链越短,对胰岛素分子结构的稳定作用越强。并深入分析不同烷基链长度的二氰胺类离子液体与胰岛素之间的相互作用,发现相较于长烷基链离子液体,短烷基链离子液体与胰岛素之间的相互作用更强,揭示了后者能更好地维持和稳定胰岛蛋白的分子结构。     

离子液体中的相互作用对硝基苯扩散系数的影响

应用紫外吸收光谱法和循环伏安法研究了离子液体中的相互作用及对离子液体中硝基苯的扩散系数的影响。结果表明,硝基苯的紫外光谱受离子液体EMimBF₄(1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐)与其相互作用的影响,硝基的吸收峰红移,210 nm以下的末端吸收消失,而苯环的吸收基本不变;离子液体与硝基苯之间的作用主要发生在硝基上。在离子液体中电还原,硝基苯的扩散系数受硝基苯与离子液体、水与离子液体的相互作用的影响。同一离子液体中,随硝基苯浓度增加,扩散系数减小。相同硝基苯浓度时,不同离子液体的咪唑阳离子侧链越长扩散系数越小,但扩散系数减小得越缓慢;同一离子液体中,随着水浓度增加,硝基苯扩散系数增大;不同离子液体中,咪唑侧链越长,随着水的浓度增加,硝基苯扩散系数增加越快。     

规整填料塔中离子液体吸收CO2的传质与流体力学性能

在规整填料塔中采用离子液体吸收二氧化碳气体,利用计算流体力学(CFD)软件建立可靠的数学模型,系统考察了离子液体结构及规整填料几何参数对吸收过程的传质特性和流体力学性能的影响规律。结果表明,床层压降随气体流速增大而增大,液相传质系数随液体流速的增大而增大。相同阴离子时,随着阳离子碳链长度的增长,吸收过程压降增大,同时液相传质系数减小。相同阳离子时,不同阴离子的离子液体压降大的同时传质系数也大。但离子液体的结构对压降影响不明显。离子液体筛选主要考虑传质系数和溶解度因素,但二者与离子液体结构表现出相反的规律。两种折线结构的规整填料传质性能优于传统的X型和Y型结构。     

离子液体中胰岛素结构稳定性的分子动力学模拟

离子液体作为一种新型绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,被广泛应用于蛋白质的稳定性研究。选用热敏性蛋白药物胰岛素作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,从分子层面上研究不同种类的离子液体对胰岛素结构的稳定效果。结果表明,与纯水体系相比,在常温下离子液体能够有效地稳定胰岛素的分子结构,且体系中阴离子的氢键碱性越弱,阳离子的烷基链越短,对胰岛素分子结构的稳定作用越强。并深入分析不同烷基链长度的二氰胺类离子液体与胰岛素之间的相互作用,发现相较于长烷基链离子液体,短烷基链离子液体与胰岛素之间的相互作用更强,揭示了后者能更好地维持和稳定胰岛蛋白的分子结构。     

离子液体双水相技术的应用进展

随着人们对绿色化学的研究,离子液体双水相作为一种新型的无毒、简单而有效的样品预处理技术,得到了越来越广泛的关注,并逐步应用于各种领域研究。介绍了近5年来,离子液体双水相技术在诸多方面的应用进展。     

热可逆离子液体-低共熔溶剂双水相体系的相行为及理化特性研究

与聚合物双水相体系相比,离子液体双水相体系具有相分离效率高和选择性强的特点,在萃取领域得到了广泛关注。然而,离子液体双水相体系中常见的kosmotropic组分为无机盐或有机盐,溶液环境通常呈现强碱性,不利于保持萃取分子的稳定性和生物活性。以低共熔溶剂替代盐类作为kosmotropic组分、以离子液体为chaotropic组分构建新型离子液体-低共熔溶剂双水相体系,考察了不同温度下的相行为规律,筛选出具有高临界共熔温度（UCST）和低临界共熔温度（LCST）两种截然相反的热可逆相转变行为的萃取体系,从宏观角度探索了离子液体-低共熔溶剂-水三元体系的黏度、密度、电导率以及pH等理化特性随温度变化的规律,利用量子化学计算从微观角度分析离子液体、低共熔溶剂与水分子之间的相互作用。研究旨在揭示热可逆离子液体-低共熔溶剂双水相体系的成相机理,为萃取温敏性生物分子设计新的理想萃取体系提供基础数据。     

COSMO-RS筛选桉叶油萃取精馏的离子液体

采用COSMO-RS方法预测1,8-桉叶油素、柠檬烯、对聚散花素和γ-松油烯在离子液体中的选择性和溶解能力。结果表明:对选择性和溶解能力影响最好的阴离子为[NTf_2]~-。阳离子对1,8-桉叶油素、柠檬烯、对聚散花素和γ-松油烯的选择性和溶解能力一般遵从如下规律:溶解能力的强弱和选择性大小呈现相反的趋势;离子液体中烷基取代基的碳链长度越长、数目越多,与桉叶油的溶解能力越强,选择性反而越弱。含有羧基、羟基、胺基及不完全取代的铵盐类离子液体在分离1,8-桉叶油素的实际应用中前景较好。     

离子液体催化合成双烷基二苯醚

以Et_3NHCl-AlCl_3离子液体为催化剂,二苯醚和1-十二烯为原料合成双烷基二苯醚。通过正交实验,得到双烷基化反应的最优工艺条件为:催化剂用量1/20,反应温度70℃,反应时间1h。改变该类离子液体的阳离子和阴离子部分结构,研究了催化剂结构对其催化性能的影响。结果表明:该类离子液体催化剂的催化活性主要由阴离子部分的结构决定,最优的催化剂为EtNH_3Cl-AlCl_3,转化率高达98.1%,双烷基二苯醚的选择性为33.7%。     

MDEA-二元羧酸离子液体溶液吸收/解吸SO2性能

设计合成了三类N-甲基二乙醇胺（MDEA）-二元羧酸离子液体水溶液,研究了它们的物理性质和SO₂吸收容量。结果表明：MDEA/有机酸的摩尔比及阴离子种类是影响吸收容量的主要原因。碱酸摩尔比越高,离子液体吸收能力越强,解吸能力越差且解吸时间也越长。此外,不同阴离子的离子液体溶液吸收SO₂的容量有如下关系：MDEA-丁二酸>MDEA-戊二酸>MDEA-苹果酸。对于MDEA-戊二酸和MDEA-苹果酸离子液体溶液,最具工业化应用前景的碱酸摩尔比分别为1.2：1和1.4：1。     

离子液体[BPy]BF_4双水相萃取芦丁的研究

建立了由亲水性离子液体四氟硼酸N-丁基吡啶[BPy]BF4和(NH4)2SO4形成的双水相体系萃取分离芦丁的新方法。研究了(NH4)2SO4浓度、芦丁溶液浓度、离子液体用量和溶液酸度对双水相形成和萃取率的影响。结果表明,当双水相体系组成为:(NH4)2SO41.5 g,2.0 mL离子液体,1.0~1.2 mL芦丁溶液,溶液酸度在pH4~6范围内,该离子液体双水相体系对芦丁有较高的萃取率(E%>90)。     

长链离子液体临界胶束浓度研究

采用毛细上升法测定[Cn MIm]Br(n=12,14,16)3种长链离子液体与十二烷基硫酸钠(传统阴离子表面活性剂)的表面张力,通过表面张力拐点得到临界胶束浓度。结果表明,长链离子液体与传统表面活性剂临界胶束浓度相当;在临界胶束浓度下,长链离子液体表面张力相差不大,且都略小于传统表面活性剂,则其表面活性优于传统阴离子表面活性剂。     

双水相萃取抗生素的应用研究进展

概述了双水相萃取及抗生素,综述了离子液体双水相、聚合物双水相、小分子有机溶剂双水相对抗生素的萃取分离,展望了双水相萃取的发展前景。     

双阳离子型离子液体的合成与性能

以N-甲基咪唑、吡啶和二溴代烷为原料合成了一系列α,ω-亚烷基-双(N-甲基咪唑)型和α,ω-亚烷基-双(吡啶)型离子液体,并对其结构、熔点、溶解性、吸湿性和热性能分别进行了表征.结果表明,随着连接两个阳离子联接基的碳氢链长度的增加,离子液体的熔点先降低后升高,联接基的碳氢链长度为5个碳原子时最低;α,ω-亚烷基-双(N-甲基咪唑)型离子液体的熔点低于α,ω-亚烷基-双(吡啶)型离子液体;双阳离子溴盐型离子液体溶于水,双阳离子六氟磷酸盐型离子液体溶于丙酮和乙腈等;双阳离子溴盐型离子液体有一定的吸湿性,所合成的双阳离子型离子液体具有较高的热稳定性.