探究离子液体的制备及其性质研究

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1、北京化工大学硕士学位论文离子液体的制备及其性质研究姓名：于春影申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李春喜20050531北京化工大学硕士毕业论文离子液体的制备及其性质研究摘要离子液体是指在室温附近很大的温度范围内均为液体的离子化合物。由于其具有液体温度区间大、溶解范围广、蒸气压极低、热稳定性好等特出而有望成为过程工业的一种重要绿色溶剂。离子液体最早应用在电镀和电化学领域。近年来，离子液体作为溶剂和催化剂在有机合成方面的研究十分活跃，另外，也有大量应用于分离过程的研究报道。虽然离子液体被看作是水和超临界流体之后的第二代最有前景的绿色溶剂

2、，但离子液体的工业化应用尚受到其成本的限制，例如，脚耐c11公司离子液体产品的价格均高于黄金，因此，降低离子液体的生产成本，开发新型离子液体是其获得工业化应用的基础。本论文主要包括以下三个部分：对眯唑类离子液体的合成路线进行优化；探索新型咪唑类离子液体的合成路线；对合成出新的咪唑类离子液体的物理陛质进行测定，并探讨其规牵眭。离子液体主要由无机阴离子和含氮或含磷有机杂环阳离子构成。典型的阳离子包括1吨完基一3一甲基咪唑【lm’iIn】+，烷洳比啶【Rpyr，季胺，季磷等。典型的无机阴离子为叫捌”(x为卤素)，IBF,]‘，口F6】。，[CH3

3、COO]一，[CF3S03]’等等。上述离子液体的合成一般需要两步。阳离子部分的合成基本上都采用卅取代咪唑，吡啶，叔胺，或叔磷与卤代烃反应首先制备出相应的季胺卤化物【R

4、llim】x、[砌了】x、【＆N】x、【R4P】x等。然后将这些季胺卤化物与含目标阴离子的盐通过复分解反应，制各出含目标阴阳离子的离子液体。因此，优化fRnliIn】x的工艺路线，简化北京化工大学硕士毕业论文反应条件、设备要求不苛刻、产物分离纯化容易、纯度高等特点对于离子液体的工业化生产和应用具有重要意义。本论文优化了已有的工艺路线并制备出一系列的溴化眯唑类寓二子液体。这将

5、有助于离子液体的工业化制备与应用。传统的离子液体成本高，而且以BF4和PFb为阴离子的离子液体在水存在下，会发生部分水解，生成HF等腐蚀I生物质。而且，以卤紊为阴离子的离子液体对金属设备电化学腐蚀比较严重。因此，本文探索并制备了一类新型的离子液体，其阴离子为烷基磷酸酯盐，阳离子为季胺。该离子液体j勘立叔胺与磷酸三烷基酯一步反应制得，反应条件温和，产率高达90％以上，分离简单，纯度高。初步研究表明，该类离子液体对于裂解汽油中噻酚和苯并噻酚类物质具有显著的脱除效果。因此，该类离子液体具有重要的工业化应用前景。本论文对制备出的新型离子液体l—烷基

6、一3一甲基咪唑磷酸二烷基酯盐的物理陛质和热力学性质进行测定。从卜丁基一3一甲基咪唑磷酸z．J-+酯盐f蛾】DBP，卜乙基一3一甲基咪唑磷酸二乙酯盐[EMim]DEP，1，3二甲基咪唑磷酸二甲酯盐[MMim]DMP这三种离子液体的热分解温度来看，随着咪唑环上取代基碳链的增长，离子液体的热分解温度变化不大。采用旋转粘度计和比重瓶法分别测定了三种离子液体在20．50℃下的粘度和密度数据，在20-50X2内，其粘度随温度的升高迅速降低而密度变化极小，不超过o．6％。其变化规律与离子之间的作用力大小以及离子的大小有关。关键词离子液体，制备，性质，磷酸

7、二烷基酯北京化工大学硕士毕业论文PHYSICAI／1旺Ⅱ强MoDYNAMICPROPERTIESOFIONICLIQUIDSRoom—temperatureionicliquids0Ls)areorganicsaltscomposedofcationsandanions，whichareusuallyintheliquidatroomtemperature．Ionicliquidhasamusedincreasinginterestsinbothindustryandacademiaforitsuniquechemicalandphysic

8、alproperties,forexample，itsgoodsolubilityforawidespectrumofcompoLIIKiS，non-detectablevaporpressure，wideliquidtemperaturerange,goodthermalandelectricconductivityandgoodthermalstability．Ionicliquidwasinitiallyutilizedinelectroplatingandelectrolysisduetoits研deelectronicwindow

9、s．howeveritsapplicationhasbeenexpandedgreatly,e．g．usedasagreensolvent,asacatalystforsomer