离子液体的合成及其活性表征

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1、内蒙古大学本科毕业论文(设计)离子液体的合成及其活性表征摘要作为新型催化材料和绿色溶剂，离子液体在化学、化工中具有广阔的应用前景。在本文根据前人在Brønsted酸性离子液体方面的部分成果，通过研究和复制其中的合成方法，合成了几种典型的Bronsted酸性离子液体，以期能够催化异丁烷/2-丁烯的烷基化反应。作为先期研究，本文通过对异丁烷/2-丁烯进行催化反应，来评价酸性离子液体的催化性能。离子液体烷基化反应产物的选择性与活性均可通过色谱分析：将烷基化反应之后的样品进行色谱检测，根据各个产物的不同百分含量，表征相关离子液体的催化性能。从而达到初步研究的目的。催化性能评价显示

2、，[MBSIm]HSO4离子液体的催化活性与作为对比参照物的Et3NHCl/AlCl3离子液体（此离子液体可用于烷基化反应）略低，但明显高于硫酸为催化剂的烷基化反应，在色谱的检测中其C8产物含量高于硫酸催化的结果。关键词：离子液体，Et3NHCl/AlCl3，[MBSIm]HSO4，色谱分析内蒙古大学本科毕业论文(设计)StudyonthesynthesisandreactionactivityoftheBrønstedacidicIonicLiquidsAbstractAuthor:ChangLongTutor:LiuYingIonicliquids(ILs)canbe

3、usedinchemistryandchemistryengineeringfieldasthecatalystsandgreensolvent.Inthisstudy,wehavesynthesizedseveralBrønstedacidicILsaccordingtothepreviousreferences.WeanticipatedthattheseILscouldbeusedasthenovelcatalystsforisobutaneandbutanesalkylationreaction.Itisfoundthat[MBSIm]HSO4/H2SO4syst

4、emhashigherTMPsselectivitiesthanH2SO4’s.TheTMPscanreachto35.6wt%.However,itislowerthanEt3NHCl/AlCl3-CuClcatalyticsystem.Furtherresearchshouldbestudied.Keywords:IonicLiquid,Et3NHCl/AlCl3，[MBSIm]HSO,Chromatogramanalysis内蒙古大学本科毕业论文(设计)目录第一章引言1第二章离子液体合成的准备工作32.1实验仪器和药品32.2实验前的理论准备42.3色谱仪的调试52

5、.4实验注意事项：5第三章离子液体的合成83.1预备实验83.1.1氯铝酸离子液体的制备83.1.2氯铝酸亚铜离子液体的制备83.2离子液体合成93.2.1[MBSIm]HSO4离子液体的制备9第四章离子液体催化活性的表征114.1AlCl3/Et3NHCl离子液体催化性的表征114.1.1离子液体的催化反应114.1.2催化产物的色谱图分析114.2硫酸的催化反应表征124.2.1硫酸液体的催化反应124.2.2色谱图分析：124.3[MBSIm]HSO4酸性离子液体的表征134.3.1离子液体的催化反应134.3.2离子液体催化异丁烷/2-丁烯反应的色谱图分析144.

6、4对比说明15第五章初步结论165.1离子液体的合成165.2离子液体的催化效果17内蒙古大学本科毕业论文(设计)5.3实验说明17参考文献18致谢19第一章引言酸性离子液体分为Lewis酸和Brønsted酸两种类型。其中，Lewis酸性的离子液体是由金属卤化物MClx和有机卤化物混合制得的，最具有代表性的是A1Cl3类离子液体，由于该类离子液体的起始原料在空气下不稳定，存在着操作不便和潜在的环境问题。相对于Lewis酸性离子液体，Brønsted酸性离子液体对水和空气则较为稳定，它是通过向一般离子液体的阳离子或阴离子，特别是在阳离子咪唑环上的氮原子上引入某些具有催化活

7、性的官能团而制得的。2002年Cole等首次报道了具有较强Brônsted酸性的离子液体的合成，其结构是在阳离子中引入了磺酸基。自此，Brônsted酸性离子液体得到了广泛研究和发展。氢氟酸和浓硫酸是这一反应的传统工业催化剂。尽管HF和H2SO4在活性、选择性和催化剂寿命上都表现出了良好性能，但生产过程中HF和H2SO4所造成的环境污染、设备腐蚀和人身伤害等问题，使得碳四烷基化的工业应用受到了很大限制。碳四烷基化工业迫切需要一种“友好”的酸性催化剂以替代现有的液体强酸，而寻找新的催化材料、开发新型工艺则是解决碳四烷基化现有问题