文章编号:025329837(2004)0120060205
研究论文:60～64
收稿日期:2003205213. 第一作者:杨雅立,女,1980年生,本科生.联系人:寇 元.Tel :(010)62757792;E 2mail :yuankou @https://www.doczj.com/doc/cb2932657.html,.
基金项目:国家重点基础研究发展规划(973计划)资助项目(G2000048002).
离子液体的酸性测定及其催化的异丁烷/丁烯烷基化反应
杨雅立, 王晓化, 寇 元
(北京大学化学与分子工程学院,北京100871)
摘要:初次采用吡啶红外光谱探针法测定了离子液体的酸性.该方法能鉴别离子液体的Br ¨o nsted/Lewis 酸类型,并可以粗略
指示离子液体的Lewis 酸强度.将[bmim ]Cl/AlCl 3类离子液体用于催化异丁烷与丁烯的烷基化反应,考察了酸强度、反应温度、压力和时间对产物分布的影响,并在最优操作条件下与传统的H 2SO 4催化剂进行了比较.结果表明,离子液体对烷基化反应的催化活性和选择性与H 2SO 4可比,而且它更容易与产物分离,不经任何处理可循环利用10次.关键词:离子液体,酸性,吡啶探针,红外光谱法,异丁烷,丁烯,烷基化反应中图分类号:O643 文献标识码:A
Determination of Acidity of Ionic Liquids and Alkylation of
Isobutane with Butene by Chloroaluminate Ionic Liquids
Y ANG Y ali ,WANG Xiaohua ,K OU Yuan
3
(College of Chemist ry and Molecular Engineering ,Peking U niversity ,Beijing 100871,China )
Abstract :A novel method was established to determine the acidity of ionic liquids by using pyridine as IR spec 2troscopic probe.This method can be used to identify the Br ¨o nsted/Lewis acidity of ionic liquids ,and meanwhile roughly delineate the strength of the Lewis acidity.[bmim ]Cl/AlCl 3was used as a catalyst in the alkylation of isobutane with butene.The effects of operating variables were investigated and optimized.Under the optimized operation conditions ,the catalytic performance of the ionic liquid is comparable with that of H 2SO 4.In addition ,the ionic liquid can be easily separated from the products and reused directly without any treatment for about 10times.
K ey w ords :ionic liquid ,acidity ,pyridine probe ,infrared spectroscopy ,isobutane ,butene ,alkylation
作为一种新型的酸性材料,离子液体因同时拥有液体酸高密度的反应活性位和固体酸的不挥发性,近年来受到了广泛的关注[1].尽管催化剂酸性的表征对于了解酸催化反应机理、寻找合适的催化剂具有十分重要的指导意义,针对离子液体这种新材料的酸性测定工作到目前为止还十分少见.已有的研究中一类是直接观测离子液体自身的物化性质,如1H 和27Al NMR 谱与离子液体组成的联系[2～5],另一类则是间接观测各种探针分子在不同酸性离子液体中的光谱或电化学行为[6～9].前一类
方法往往具有很强的体系专一性,不能在不同的酸性材料之间进行比较;而后一类方法往往操作复杂,并且提供的对理解反应活性有参考价值的信息较少.
石油化工中的烷基化反应是指异丁烷与C 3～C 5烯(尤其是丁烯)在酸催化下生成异构烷烃的一种重要工艺.该工艺生产的烷基化汽油辛烷值高、蒸气压低、燃烧热高、燃烧清洁,是航空汽油和车用汽油的理想添加剂.随着各种环保法规的推出和人们环保意识的增强,烷基化工艺越来越受到各国的
第25卷第1期
催 化 学 报
2004年1月Vol.25No.1
Chi nese Journal of Catalysis
January 2004
重视.传统的烷基化工艺采用H2SO4或HF作为催化剂,尽管它们都表现出了优越的催化性能,但面临着大量的废酸排放、可观的酸耗成本以及安全措施和安全设备的投入等问题;固体酸催化剂历经多年研究,也由于活性低和易失活等原因无法实现工业化[10].
最近我们成功运用吡啶作为红外光谱探针测定了离子液体的酸性[11].该方法能够鉴别离子液体所属的Br¨
o nsted/Lewis酸类型,指示其Lewis酸的酸强度,为理解离子液体的催化机理提供了实用的信息.以[bmim]Cl/AlCl3([bmim]为12甲基232丁基2咪唑阳离子)类离子液体作为异丁烷与丁烯烷基化反应的催化剂,该催化剂在最优的操作条件下达到了与H2SO4可比的催化活性和选择性,反应后的产
,不经处理的离子液体可直接循环利用10次.
1 实验部分
1.1 离子液体的制备
取70ml(0188mol)的12甲基咪唑(Aldrich, 99%)与280ml(2166mol)预先用五氧化二磷干燥并进行蒸馏处理过的氯代正丁烷在Schlenk装置中于80℃加热回流反应24h以上.反应后溶液分层,上层为乳白色混浊液,下层为无色或淡黄色发亮的澄清液.将反应混合液置于冰箱冷冻12h以上,析出了乳白色固体.将此白色固体用乙腈2乙酸乙酯混合溶剂进行重结晶,得到的[bmim]Cl粗品在90℃旋转蒸发2h以上,得白色无水[bmim]Cl固体. 称取一定量的[bmim]Cl和MCl y(M=Al(Ⅲ), Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅰ)),在氮气为保护气的手套袋中充分混合,制得[bmim]Cl/MCl y类离子液体.
称取一定量的[bmim]Cl和ZnCl2在氮气为保护气的手套袋中充分混合,将所得的固体混合物在120℃下电磁搅拌2h以上,所得的透明液体在90℃下旋转蒸发2h以上除去水分,得[bmim]Cl/Zn2 Cl2离子液体.
将3717g(01172mol)的40%HBF4缓慢加入到30g(01172mol)的[bmim]Cl中,常温下电磁搅拌2h以上.所得液体用30ml CH2Cl2萃取.将有机相于90℃真空下旋转蒸发,得亮黄色的澄清液体,即[bmim]BF4.
1.2 探针法测定离子液体的酸性
将一定体积比的吡啶与离子液体混匀,用K Br 或CaF2窗片制成液膜,在Bruker Vector22型F T2 IR光谱仪(分辨率1cm-1)上测定红外吸收谱.
1.3 异丁烷与丁烯烷基化反应
反应在150ml带有电磁机械搅拌的不锈钢高压釜中进行.将30g异丁烷与丁烯(异丁烷与丁烯的摩尔比为12～13)的混合原料加入到盛有50ml 离子液体的反应釜中,以氮气控制一定压力,在设定的温度和1000r/min的搅拌速度下反应一定时间.产物与离子液体通过静置分层,分离后的产物用浙江温岭Fuli9790型气相色谱仪(FID检测器,OV2 01毛细管柱,50m×012mm)进行分析检测.在循环实验中,分离后的离子液体不经任何处理直接用于下一次反应.
2 结果与讨论
2.1 吡啶红外光谱探针法测定离子液体的酸性
吡啶可以与不同类型的酸作用发生配位或生成吡啶阳离子,这种性质已被用于固体酸的酸性测定,即通过观察作用后的吡啶在1400～1700cm-1环振动区的吸收带可以判断酸的类型和酸的强度[12].借鉴固体酸测试中的经验,我们考察了用吡啶法测定离子液体酸性的可行性.
如图1(a)所示,吡啶与Br¨
o nsted酸35%HCl作用后在1540cm-1附近出现了新的吸收带,与Lewis 酸[bmim]Cl/ZnCl2作用后在1450cm-1附近出现了新的吸收带.将吡啶加入到中性离子液体[bmim]BF4中时,这两个特征吸收带都不出现,而在[bmim]Cl/AlCl3中它们同时出现.这些现象表明,吡啶在1450cm-1附近的吸收带可以指示离子液体的Lewis酸性,1540cm-1附近的吸收带可以指示Br¨
o nsted酸性.这与固体酸测定的结果一致. 将吡啶加入到AlCl3摩尔分数不同的[bmim]2 Cl/AlCl3类离子液体中时发现,随AlCl3含量增加即离子液体Lewis酸性的增大,1450cm-1附近的Lewis酸指示峰会发生蓝移.进一步将吡啶加入到由不同金属氯化物制成的离子液体[bmim]Cl/MCl y (MCl y的摩尔分数x为0167)中,结果如图1(b)所示.吡啶在这类离子液体的红外光谱中都显示了Lewis酸指示峰,峰的位置分别为1445cm-1 ([bmim]Cl/CuCl),1450cm-1([bmim]Cl/FeCl3), 1451cm-1([bmim]Cl/ZnCl2)和1454cm-1 ([bmim]Cl/AlCl3).以上结果表明,根据1450cm-1
16
第1期杨雅立等:离子液体的酸性测定及其催化的异丁烷/丁烯烷基化反应
图1 以吡啶为探针的不同离子液体样品的红外光谱
Fig1 FT2IR spectra of samples using pyridine as probe
(a)x is0160for[bmim]Cl/AlCl3and0167for[bmim]Cl/ZnCl2,pyridine is1/2in volume;
(b)x is0167for[bmim]Cl/MCl y,pyridine is1/5in volume(x is the molar fraction of MCl y in[bmim]Cl/MCl y)
附近吸收带的位移可以粗略地判断离子液体的Lewis酸强度.对于[bmim]Cl/MCl y(x=0167)类离子液体,由吡啶法得到的酸性强弱顺序为: [bmim]Cl/CuCl<[bmim]Cl/FeCl3<[bmim]Cl/Zn2 Cl2<[bmim]Cl/AlCl3.
2.2 离子液体催化的异丁烷与丁烯烷基化反应
异丁烷与丁烯烷基化反应的实质是酸催化下将烷烃分子加成到烯烃分子上的有机加成反应.除主反应外,各种副反应和二次反应如聚合、裂化、歧化及脱氢等的竞争会导致产物中出现C5～7(轻)组分, C9+(重)组分以及各种结构的C8组分(主要有三甲基戊烷TMP和二甲基己烷DMH,其中TMP的辛烷值高,是烷基化汽油的重要组分).在我们采用的反应条件和反应方式下,丁烯的转化率基本上可以达到100%,因此我们以C8组分的含量和TMP/ DMH的比值来评价催化反应的效果.
2.2.1 反应条件的优化
催化剂的酸性对产物分布的影响十分明显.如表1所示,用不同AlCl3含量的[bmim]Cl/AlCl3类离子液体作催化剂,当酸性较弱(x=0155)时,产物中的重组分含量较多,这与酸性较弱有利于聚合反应发生的规律相符合;当酸性较强(x=0167)时,产物中的轻组分较多,这与裂解反应的发生有关;x= 0160的离子液体的催化效果最好.
表1 Le wis酸强度对烷基化产物分布的影响
Table1 Effect of Lewis acid strength on the distribution of alkylation products catalyzed by[bmim]Cl/AlCl3
x value
Distribution of product(%)
C5～7C8C9+TMP/DMH
0.5522.351.626.10.58
0.6026.359.214.50.64
0.6743.242.414.30.25
Reaction conditions:n(i2butane)/n(22butene)=12～13,
0℃,110MPa,3h.
TMP trimethylpentane,DMH dimethylhexane.
表2 反应时间对烷基化产物分布的影响Table2 Effect of reaction time on the distribution of alkylation products catalyzed by[bmim]Cl/AlCl3
Reaction
time(h)
Distribution of product(%)
C5～7C8C9+TMP/DMH
0.1723.844.323.80.67
0.520.249.130.20.84
326.359.214.50.64
823.652.523.90.63
Reaction conditions:x=0.60,n(i2butane)/n(22butene)=
12～13,0℃,110MPa.
在0～8h内考察了反应时间的影响.从表2可以看到,反应015h时,TMP/DMH达到最大值,反应3h时C8的含量最大,但此时TMP/DMH的值有所下降.总体看来,在8h内改变反应时间对产物质量的影响并不显著.
在-15～50℃范围内对温度条件进行考察发
26催 化 学 报第25卷
现(见表3),低温有利于重组分的生成,高温有利于轻组分的生成,这与裂解反应吸热而聚合反应放热的热力学特点相符.主反应烷基化本身是放热反应,理论上低温有利,实验结果表明0～15℃间C 8的含量较大且基本稳定.
表3 反应温度对烷基化产物分布的影响
Table 3 Effect of reaction temperature on the distribution of
alkylation products catalyzed by [bmim]Cl/AlCl 3
Reaction
temperature (℃
)Distribution of product (%)C 5～7C 8C 9+-1513.348.738.0014.258.127.715
22.2
54.9
22.9
Reaction conditions :x =0.60,m (i 2butane )/n (22butene )=12
～13,110MPa ,3h.
考察在015～115MPa 间压力的影响发现,C 8组分随压力的增加而增大.110MPa 下反应原料大部分以液态存在且反应条件相对温和.
综上所述,最佳的烷基化反应条件为:AlCl 3摩尔分数x =0160,异丁烷与丁烯摩尔比12～13,反应温度0℃,反应压力110MPa 和反应时间3h.图2 离子液体与H 2SO 4催化性能的比较
Fig 2 Comparison of catalytic performance between
ionic liquid and H 2SO 4
(1)C 5～7,(2)TMP ,(3)DMH ,(4)C 8,(5)C 9+
2.2.2 离子液体与H 2SO 4催化性能的比较
为了更直观地将离子液体的催化性能与传统的H 2SO 4催化剂进行比较,在优化的实验条件下和同
样的反应装置中考察了这两种催化剂的催化效果.由图2可以看出,离子液体催化所得的产物中C 8组分的含量比H 2SO 4催化的多,但TMP/DMH 比却有所下降.总之,在我们的实验条件下离子液体催化剂具有与H 2SO 4可比的催化性能.
2.2.3 离子液体的可循环性
在H 2SO 4催化工艺中,可溶于催化剂的产物
“红油”的生成会最终导致催化剂活性的降低,因此废酸的排放和巨额的酸耗成本一直是该工艺的缺憾[13].在我们的实验中,未观察到离子液体与产物有互溶现象,两者通过静置即可直接分离,催化剂能直接用于下一次循环. 图3显示了循环实验中每次反应的产物分布情况.可以看出,轻组分的含量在循环中基本稳定,重组分呈现了先减少后大幅度增加的趋势,C 8组分含量在第5次循环时达最大,直到第9次循环时才有明显的下降.这些结果表明,离子液体具有很大的循环再利用的潜力,这在一定程度上避免了H 2SO 4工艺中催化剂再生的环境和经济问题.
图3 催化剂循环实验中每次反应后的烷基化产物分布
Fig 3 Distribution of alkylation products in recycling of ionic liquid
(1)C 5～7,(2)C 8,(3)C 9+
2.2.4 离子液体污染源的寻找
在循环实验中可以发现,离子液体的物理形态发生了明显的变化,如颜色越来越深,粘度越来越小,这些现象说明操作中的离子液体受到了污染. 鉴于AlCl 3类离子液体具有很强的Lewis 酸性,操作中不可避免地会接触到一些碱性物质并与之发生作用,如微量水和丙酮(清洗装置用)等.为了寻找污染源,我们对反应前后的离子液体和直接用水和丙酮污染的离子液体的红外光谱进行了比较,结果见图4.与新鲜的离子液体相比,循环后的离子液体在～1670cm -1和1200～1300cm -1间出现了新的吸收带,在1300～1400cm -1间的吸收带也有所变化,这些变化与丙酮的红外特征吸收十分符合.直接将丙酮加入新鲜的离子液体中可以发
3
6第1期杨雅立等:离子液体的酸性测定及其催化的异丁烷/丁烯烷基化反应
图4 不同来源的[bmim]Cl/AlCl3离子液体的红外光谱
Fig4 FT2IR spectra of different[bmim]Cl/AlCl3samples
(1)Fresh,(2)After recycling,(3)Contaminated by acetone,
(4)Contaminated by water
现,其红外光谱与循环后的离子液体基本一致.相比之下,用水污染的离子液体的光谱与新鲜离子液体相似,没有明显的变化.因此可以判断,在我们的实验条件下丙酮是造成离子液体变化的原因.从图3所示的循环实验结果可以看出,这种污染在一定程度上可以促进离子液体的催化作用,但最终会使离子液体的活性降低.
综上所述,本文成功地建立了以吡啶为红外光谱探针测定离子液体酸性的方法.该法可指示离子液体的酸类型(Br¨
o nsted酸或Lewis酸)和Lewis酸的酸强度.和其他的离子液体酸性测定的方法相比,该法操作简单,适用范围广,提供的酸性信息更为催化工作者熟知.以[bmim]Cl/AlCl3类离子液体催化异丁烷与丁烯的烷基化反应,可达到与H2SO4可比的催化效果,并能实现多次循环利用.丙酮对离子液体催化性能的影响暗示,通过对离子液体酸性(包括酸类型和酸强度)的调节可以进一步优化催化剂体系,从而实现更好的反应选择性.借助我们建立的酸性测定方法这个工作正在进行中.
参考文献
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13 Albright L F.Oil Gas J,1990,88(46):79
(Ed L YX)
46催 化 学 报第25卷
离子液体在催化剂制备中的应用 摘要：离子液体具有很多独特的物理、化学性质，正引起人们越来越多的重视，被认为是一类可以取代传统有机溶剂对环境友好的新型绿色溶剂，在很多领域中有着诱人的应用前景。本文归纳了离子液体的优越性质，介绍了离子液体的分类和制备方法，综述了其作为催化剂在各种化学反应中的应用，并展望了离子液体在该领域中的应用前景。同时，还对离子液体的固定化方法进行了评述，并指出了该研究领域目前存在的问题及发展趋势。 关键词：离子液体，催化剂，合成，应用，固定化 1 前言 1.1 离子液体的定义 离子液体（Ionic liquids）是完全由离子组成的在低温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐，它一般由较大的有机阳离子和较小的无机阴离子所组成。离子液体与传统的熔融盐的显著区别是它的熔点较低，一般低于150℃，而传统的熔融盐具有高熔点、高薪度和高的腐蚀性。根据离子液体的这一性质，可以用它代替传统的有机溶剂和电解质作为化学反应与电化学体系的介质等。离子液体的产生可追溯到1914年，当Walden无意间将乙胺与浓硝酸混合时发现所形成的盐-硝酸乙基胺在室温下为液体，这就是第一个离子液体[1]。 1.2 离子液体的分类 离子液体的分类[2]比较多，按照阳离子可以分为四类：（1）1,3-二烷基取代的咪唑离子或称N,N'-二烷基取代的咪唑离子，简记为[RR'im]+，例如1-丁基-3-甲基咪唑离子记为[Bmim]+，若2位上还有取代基R''，则简记为[RR''R'im]+，如1,2-二甲基-3-丙基咪唑离子记为[MM'M''im]+；（2）N-烷基取代的吡啶离子，简记为[RPy]十；（3）烷基季铵离子[NR X H4-x]+，例如[Bu3NMe]+；（4）烷基季磷离子[PRxH4-x]+，例如[Ph3PO c]+。 图1-1 离子液体中常见的正离子结构 根据阴离子的不同，离子液体可分为二类：（1）卤化盐+AlCl3型（其中Cl也可用Br代替），如1-乙基-3-甲基咪唑氯代铝酸盐（[emim]Cl-AlCl3），其缺点是对水极其敏
河南科技学院新科学院有机合成化学课程论文离子液体在催化过程中的应用 院系：新科学院化学工程系 专业：化学工程与工艺 班级：化工143班 学号： 2014160305 姓名：裴富洋 2017年5月19日 1
摘要 离子液体具有很多独特的物理、化学性质，正引起人们越来越多的重视，被认为是可以取代传统有机溶剂对环境友好的新型绿色溶剂，在很多领域中有着诱人的应用前景。 【关键词】：离子液体催化剂合成应用 引言 本文归纳了离子液体的优越性质，介绍了离子液体的分类和制备方法，综述了其作为催化剂在各种化学反应中的应用，并展望了离子液体在该领域中的应用前景。并指出了该研究领域目前存在的问题及发展趋势 1 离子液体 1.1 离子液体的定义 离子液体（Ionic liquids）是完全由离子组成的在低温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐，它一般由较大的有机阳离子和较小的无机阴离子所组成。离子液体与传统的熔融盐的显著区别是它的熔点较低，一般低于150℃，而传统的熔融盐具有高熔点、高薪度和高的腐蚀性。根据离子液体的这一性质，可以用它代替传统的有机溶剂和电解质作为化学反应与电化学体系的介质等。离子液体的产生可追溯到1914年，当Walden无意间将乙胺与浓硝酸混合时发现所形成的盐-硝酸乙基胺在室温下为液体，这就是第一个离子液体。 1.2 离子液体的分类 离子液体的分类比较多，按照阳离子可以分为四类：（1）1,3-二烷基取代的咪唑离子或称N,N'-二烷基取代的咪唑离子，简记为[RR'im]+，例如1-丁基-3-甲基咪唑离子记为[Bmim]+，若2位上还有取代基R''，则简记为[RR''R'im]+，如1,2-二甲基-3-丙基咪唑离子记为[MM'M''im]+；（2）N-烷基取代的吡啶离子，简记为[RPy]十；（3）烷基季铵离子[NRXH4-x]+，例如[Bu3NMe]+；（4）烷基季磷离子[PRxH4-x]+，例如[Ph3POc]+。 2
离子交换树脂的种类和性能 离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆，多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯，而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。 离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。 在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具独特的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。 离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。 离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。 离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。 离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl
2015年5月 CIESC Journal ·192· May 2015第66卷 第S1期 化 工 学 报 V ol.66 No.S1 以酸性离子液体为催化剂的芦竹碱合成 张蝶，彭效明，刘博，郭晓燕，曹前明，晁建平 （北京石油化工学院化学工程学院，北京 102617） 摘要：以1-甲基咪唑为原料，经1-溴丁烷N -烷基化，再与H 2SO 4进行阴离子交换得到酸性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[bmim]+ HSO ? 4），并以此为催化剂研究了以吲哚为原料的芦竹碱的合成，收率可达81.6%，催化剂连续使用4次收率基本维持不变。研究结果表明，在芦竹碱的合成反应中离子液体催化剂相比质子酸催化，具有环境友好，催化活性可接受，可重复利用的优良性能。 关键词：离子液体；芦竹碱；催化；合成 DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157.20150160 中图分类号：TQ 0324 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2015）S1 —0192—05 Synthesis of gramine using acidic ionic liquid as catalyst ZHANG Die, PENG Xiaoming, LIU Bo, GUO Xiaoyan, CAO Qianming, CHAO Jianping (School of Chemical Engineering , Beijing Institute of Petrochemical Technology , Beijing 102617, China ) Abstract: Acidic ionic liquid 1- butyl -3- methyl imidazole hydrogen sulfate ([bmim]+ HSO ? 4) was prepared by using 1- methyl imidazole as a starting material through alkylation by n -butyl bromide and anion exchange with H 2SO 4. The synthesis of gramine from indole was investigated by employing the ionic liquid as catalyst with the yield of 81.6%, and the catalyst can be used continuously 4 times with keeping the yield essentially unchanged. The results demonstrated that the ionic liquid catalyst has excellent performance of environmental friendly, and the catalytic activity is more acceptable, reusable than the proton acid catalyst. Key words: ionic liquid; gramine; catalysis; synthesis 引 言 芦竹碱又名禾草碱、3-二甲氨基甲基吲哚，是大麦等植物在进化过程中产生的具有化感作用的一种生物碱[1]，对环境植物、昆虫、微生物等具有生长抑制作用，并在动物及人体的氨基酸代谢过程中起着重要作用[2]。人们利用芦竹碱对环境生物的生长抑制作用，开发了芦竹碱类生物农药。如大麦分泌的芦竹碱对蘩缕属杂草具有很强的抑制作用，10 mg ·kg ?1浓度即对其生长具有77%的抑制作用，可 被开发为生物除草剂。 芦竹碱是重要的生物碱及医药、化工中间体[3]，它还是生产色氨酸的原料，而色氨酸是生物体内8种必需氨基酸之一，生物体内如果缺少，将阻碍其他营养物质的吸收，因此对生物体来说是一种不可或缺的物质。另外，芦竹碱可生产抗肿瘤药物及治疗心脑血管疾病的药物，市场需求潜力巨大[4]。 离子液体无挥发性、无可燃性、热稳定性高、在宽广的温度范围内处于液体状态，它可以溶解大多数有机或无机物，易于循环利用，是一种新兴的 2015-02-02收到初稿，2015-03-05收到修改稿。 联系人：晁建平。第一作者：张蝶（1992—），女，本科。 基金项目：国家自然科学基金项目（21406015）。 Received date: 2015-02-02. Corresponding author: Prof. CHAO Jianping, chaojp@https://www.doczj.com/doc/cb2932657.html, Foundation item: supported by the National Natural Science Foundation of China (21406015).
综述与专论 离子液体在催化反应和萃取分离中的 研究和应用进展 顾彦龙 石 峰 邓友全 (中国科学院兰州化学物理研究所生态与绿色化学中心,甘肃兰州730000) 摘 要 离子液体研究已从/绿色0化学化工快速扩展到功能材料、能源、资源环境以及生命科学等领域,典型地体现了科学技术发展中的多学科交叉与综合.本文就离子液体在催化反应和萃取分离中的研究进展进行初步的总结与评述,以期为以后的研究工作提供参考.关键词 离子液体 催化 分离分析 绿色化学中图分类号 T Q 03117 文献标识码 A 文章编号 0438-1157(2004)12-1957-07 RESEARCH AN D A PPL ICA T ION OF ION IC LIQ U IDS IN CAT ALY SIS A ND SEPARAT ION GU Yanlong,SH I Feng and DENG Youquan (Centr e f or Gr een Chemistry and Catalysis,L anz hou I nstitute of Chemical Phy sics , Chinese A cademy of Sciences ,L anz hou 730000,Gansu ,China) Abstract The study of room temperature ionic liquids has been rapidly expanded into functional materials,energy,env ironmental protection and life sciences from green chemistry and chemical engineering,w hich typically demonstrates the interaction and integ ration of multiple disciplines in the development of science and technology.In this paper,the recent research and application of the room temperature ionic liquid in catalysis and separation are summarized and discussed to provide reference for future w ork.Keywords ionic liquid,catalysis,separation and analysis,green chemistry 2004-09-08收到初稿,2004-11-01收到修改稿. 联系人:邓友全.第一作者:顾彦龙,男,27岁,博士研究生. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No 120225309). 引 言 近年来,人们从生存和发展的经验教训中进一步认识到环境保护和可持续发展的重要性,实施从源头控制污染和清洁生产战略已形成了世界性的共识.在日趋激烈的化工市场中,对环境保护方面的严格要求促使化学化工与催化研究的重点也转向开发绿色和清洁技术以及环境友好催化体系等方向上来.而综合考察某一生产过程是否绿色化和清洁化 的标准包括反应物料的选择、催化体系的设计、废弃物的排放、能源利用的合理性以及产品绿色度等多个方面.严格的绿色化标准迫使人们去打破传统,寻找一种更理想的生产途径.在这方面,离子液体应运而生,正发挥着独特的作用. Received date:2004-09-08. Corresponding author:Prof.DE NG Youquan.E -mail:ydeng @ns 1lzb 1ac 1cn Foundation item:supported by the National Natural Sci ence Foun -dation of China (No 120225309). 离子液体是完全由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质.与固态物质相比较,它是液态的;与传统的液态物质相比较,它是离子的.因而,与其他固体或液体材料相比,离 第55卷 第12期 化 工 学 报 Vo l 155 l 12 2004年12月 Journal of Chemical Industr y and Engineer ing (China) December 2004
几种常用的离子交换树脂型号 一、001x7Na（732）阳离子交换树脂 本产品是在苯乙烯一二乙烯苯共聚基体上带有磺酸基(-SO 3 H)的离子交换树脂，它具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点。 本产品相当于美国Amberlite IR-120;Dowex-50，德国：Lewatit-100.日本：精品文档，超值下载 Diaion SK-1，法国AllassionCS;Duolite C-20，前苏联ky-3;SDB-3，相当于我国老牌号：732；强酸1号、2号、3号、4号；010。 用途：本产品主要用于硬水软化、脱盐水、纯水和高纯水的制备，也用于催化剂和脱水剂，以及湿法冶金、分离提纯稀有元素、食品、制药、制糖工业等。 二、201x7（717）强碱性阴离子交换树脂 本产品是在苯乙烯一二乙烯苯共聚基体上带有季铵基［N(CH 3) 3 OH］的阴离子 交换树脂，该树脂具有机械强度好，耐热性能高等特点。 本产品相当于美国Amberlite IRA-400，德国:Lewatit M500，日本：Diaion SA-10A，法国Allassion AG217，前苏联AB-17，相当于我国老牌号：717、702、强碱2号、4号、2041号。 用途：本产品主要用于纯水、高纯水的制备，废水处理，生化制品的提取，放射性元素提炼，抗菌素分离等。 三、D201大孔强碱阴离子交换树脂 本产品的性能与201×7强碱性阴离子交换树脂相似，但有更好的物理及化学稳定性（耐渗透压力，耐磨损等）及抗污染性能，由于具有大孔结构，因此可用于吸附分子尺寸较大的杂质以及在非水溶液中使用。 本产品相当于美国Amberlite IRA-900,德国：Lewatit MP-500日本：Diaion PA 308。相当于我国老牌号：D231;DK251;731;290。 用途:本产品主要用于高纯水的制备（尤其适用于高速混床）及用于凝结水净化装置（H-OH或NH 4 -OH混床系统），也用于废水处理，回收重金属，生化药物分离和糖类提纯。 四、D301大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂 本产品是大孔结构的苯乙烯一二乙烯苯共聚体上带有叔胺基［-N(CH3)2］的离子交换树脂，其碱性较弱，能在酸性、近中性介质中有效地交换无机酸及硅酸根，并能吸附分子尺寸较大的杂质以及在非水溶液中使用，该树脂具有再生效率高、碱水耗低、交换容量大、抗有机物污染及抗氧化能力强、机械强度好等优点。 本产品相当于美国Amberlite IRA-93，德国Lewatit MP-60，日本Diaion WA-30，法国Duolite A305，前苏联AH-89×77Ⅱ，英国Zerolite MPH，相当于我国老牌号：D354、D351、710、D370。 用途：本产品主要用于纯水及高纯水的制备，用于阴复床、阴双层床系统，对含盐量较高的水源尤为合适，并能保护强碱阴树脂不受有机物污染，以及糖液脱色含铬废水的处理及回收等等。
咪唑类酸性离子液体催化剂的制备及其表征 【摘要】本文用一步合成法制备了三种咪唑类Br？覫nsted酸性离子液体：[Hmim]CH3COO、[Hmim]H2PO4、[Hmim]C4H7O2，收率分别为85.5%、79.0%、87.0%，并通过FT-IR对三种离子液体进行了表征，对其结构及性质进行了初步的研究。 【关键词】咪唑；酸性离子液体；FT-IR 0 概述 离子液体，是由一系列杂环阳离子和多种阴离子组合而成[1]。在电化学业、重金属离子提取、相转变催化、重合、增溶作用以及在酶反应中做低挥发的有机溶剂等领域有着潜在的商业应用[2]。离子液体虽然为离子组成，但其组成可调变，故称为“设计溶剂”（designed solvents）。采用一步合成法制备离子液体，操作简便，没有副产物，产品易分离，纯化[3-4]。离子液体可用波谱学、物理学方法和电化学等手段对其进行表征。通过IR图谱的分析，可以证实产物（特别是阳离子部分）是否正确[5]。本文合成三种咪唑类离子液体[Hmim]CH3COO、[Hmim]H2PO4、[Hmim]C4H7O2，并采用光谱法对其结构及性质进行了初步的研究。 1 实验部分 1.1 试剂 N-甲基咪唑（wt≥98%，浙江省宁海市凯乐化工公司）、冰醋酸（化学纯，上海凌峰化学试剂有限公司）、磷酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）、正丁（分析纯，上海化学试剂有限公司）等。 1.2 离子液体催化剂制备 [Hmim]CH3COO的制备 称量摩尔比为1：1的N-甲基咪唑8.21g和醋酸6.01g于250ml三口烧瓶中，加入少量水作溶剂，旋转搅拌，将温度控制在80℃，反应进行6h，得到淡黄色液体。将得到的淡黄色液体进行减压蒸馏，控制减压蒸馏的真空度为0.07MPa，顶部温度为92℃，蒸馏时间为3h，即得到咪唑醋酸盐离子液体[Hmim]CH3COO。 [Hmim]C4H7O2的制备 称量摩尔比为1：1的N-甲基咪唑8.21g和正丁酸8.82g于250ml三口烧瓶中，加入少量水作溶剂，加热并搅拌，反应温度控制在80℃，反应7h，得到黄色液体。将得到的液体进行减压蒸馏，控制真空度为0.05MPa，顶部温度为75℃
2003年 4 月The Chinese Journal of Process Engineering Apr. 2003 离子液体的性质及其在催化反应中的应用 王均凤1,2，张锁江1，陈慧萍1，李闲1，张密林2 (1. 中国科学院过程工程研究所, 北京 100080; 2. 哈尔滨工程大学化学工程系, 黑龙江哈尔滨 150001) 摘要：在对离子液体的国内外研究现状综合分析的基础上, 对离子液体的结构–性能关系和性质 变化规律进行了探讨, 系统地介绍了离子液体作为溶剂或催化剂在催化反应中的应用, 特别是在 金属催化、生物催化、反应–分离耦合方面的进展. 在含微量水或无水离子液体中酶能够保持高的 活性和选择性，有望在生物催化方面带来突破性进展. 超临界CO2/离子液体及离子液体/水/有机相 提供了一种新的反应–分离耦合模式, 将进一步推动绿色化学的发展. 关键词：离子液体；绿色溶剂；性质；催化反应；超临界流体 中图分类号：O645.13 文献标识码：A 文章编号：1009–606X(2003)02–0177–09 1 前言 室温离子液体[1]是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类, 以下简称离子液体. 它是从传统的高温熔盐演变而来的，但与一般的离子化合物有着非常不同的性质和行为，最大的区别在于一般离子化合物只有在高温状态下才能变成液态，而离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态，最低凝固点可达–96o C[2]. 与传统的有机溶剂相比，离子液体具有如下特点：(1) 液体状态温度范围宽，从低于或接近室温到300o C, 且具有良好的物理和化学稳定性；(2) 蒸汽压低，不易挥发，消除了VOC(V olatile Organic Compounds)环境污染问题；(3) 对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力, 且具有溶剂和催化剂的双重功能, 可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体；(4) 具有较大的极性可调控性, 粘度低, 密度大, 可以形成二相或多相体系, 适合作分离溶剂或构成反应–分离耦合新体系. 由于离子液体的这些特殊性质和表现，它被认为与超临界CO2和双水相一起构成三大绿色溶剂，具有广阔的应用前景. 早在1914年，Walden [3]就由乙胺和浓缩的硝酸反应合成出乙基硝酸铵(熔点为12o C)，但在当时这一发现并没有引起普遍的关注. 20世纪40年代, Hurley等[4]在寻找一种温和条件电解Al2O3时把N–甲基吡啶加入AlCl3中，两固体的混合物在加热后变成了无色透明的液体，这一偶然发现构成了今天所说的离子液体的原型. 随后又先后合成了一些高温或低温的氯化物有机离子盐，但它们的共同缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl. 所以人们一直在试图探寻一种稳定的离子液体. 直到1992年，Wilkes[5]领导的研究小组合成了一系列由咪唑阳离子与[BF4–], [PF6–]阴离子构成的对水和空气都很稳定的离子液体. 此后，大量的由不同有机阳离子和无机阴离子构成的离子液体才得以合成, 并随着绿色化学概念的提出, 在全世界范围内逐渐形成了离子液体研究的热潮. 北大西洋公约组织(NATO)于2000年召开了有关离子液体的会议[6]；欧盟制定了离子液体的研究计划[7]；日本有关离子液体的研究也很活跃[8], 正在酝酿建立产学研联合研究体制. 在我国, 中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院过程工程研究所、北京大学、中国科技大学、华东师范大学、北 收稿日期：2003–01–20, 修回日期：2003–02–24 基金项目：国家重点自然科学基金资助项目(编号: 20276073); 中国科学院多相反应实验室基金资助项目 作者简介：王均凤(1974–)，女，山东省日照市人，硕士研究生，绿色化学与技术专业.
强酸性阳离子交换树脂及沉淀剂用于纯化富集川贝母总生物碱1强酸性强离子交换树脂 2.1强酸性阳离子树脂的预处理 树脂以去离子水浸泡过夜，并洗至去离子水近无色; 先加入5BV 7%HCl溶液浸泡1h，注意随时搅拌，用去离子水洗至洗出水近中性；后加入8BV 8%NaOH溶液浸泡1h，随时搅拌，用去离子水洗至洗出水近中性；最后加入5BV 7%HCl溶液浸泡2h，使阳离子树脂转化成H型，并用去离子水洗至洗出水近中性，即可装柱。 1.2药材的预处理 取20g伊贝母，打粉过80目筛，用25ml氨水浸润2h后，用80%乙醇常压回流提取4h，减压蒸干。将得到的伊贝母浸膏用50ml去离子水溶解，滴加HCl至pH3.0,用50ml石油醚脱脂3次，加入氨水至pH10.0，最后用50ml氯仿萃取，直至氯仿萃取液检测不到生物碱为止，合并氯仿萃取液，依据2010版《药典》川贝母项下生物碱含量测定方法测定20g伊贝母中生物碱含量。最后将氯仿萃取液减压蒸干。 1.3强酸性阳离子树脂的选择 贝母中生物碱主要为叔胺类生物碱，碱性较弱，故选用强酸性阳离子交换树脂用于纯化富集生物碱。由于贝母中生物碱分子量集中在400-450，且空间结构较大，那么阳离子交换树脂的交联度对纯化富集效果具有显著影响：交联度大，交换容量大，但交联网孔小，不利于大离子的进入；交联度小，交换容量小，但交联网孔大，在树脂中离子易于扩散和交换。因而选用下列强酸性阳离子交换树脂（表1） 表1 不同离子交换树脂的主要特征 型号交联度 （%）粒度含水量 （%） 离子形式交换容量pH使用范 围 DOWEX 50WX2 2 50-100目78 H 0.6meq/ml 0-14 DOWEX 50WX4 4 50-100目78 H 1.1meq/ml 0-14 D152 0.315-1.25 mm 60-80 Na 8.0mmol/g 4-14 732型（0017 0.3-1.2mm 46-52 H 4.5mmol/g 0-14
离子液体的现状、应用及其前景 姓名：丁文章专业：轻工技术与工程学号：6140206024摘要：离子液体因为具有如蒸汽压低,电化学窗口宽,物质溶解性好,稳定诸多优点而被极多的化学工作者关注.本文就离子液里的研究进展.离子液体的类型及应用,离子液体的毒性等几个方面做出详细的阐述,并对离子液体的前景做出了初步的预测. 关键词：离子液体;离子液体的类型;应用;毒性; Abstract：Ionic liquid has the following advantages, wide electrochemical window, steam down material good solubility ,This paper is about of the research progress in the ionic liquid, the types and application of ionic liquids and the toxicity of ionic liquid, and made a preliminary forecast to the prospect of the ionic liquid. Keyword：Ionic liquid；the types of Ionic liquid; application of ionic liquids; toxicity of ionic liquid; 1引言 离子液体[1]是指全部由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的液体,如高温下的KCI,KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体,在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体. 离子液体的历史可以追溯到1914年,当时Walden报道了(EtNH2)+HNO3-的合成(熔点12℃) .这种物质由浓硝酸和乙胺反应制得,但是,由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸,它的发现在当时并没有引起人们的兴趣,这是最早的离子液体.1951年F.H.Hurley和T.P. Wiler首次合成了在环境温度下是液体状态的离子液体.他们选择的阳离子是N-乙基吡啶,合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物(氯化铝和溴化乙基吡啶摩尔比为1:2) .但这种离子液体的液体温度范围还是相对比较狭窄的,而且,氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢,对皮肤有刺激作用.直到1976年,美国Colorado州立大学的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作电解液,进行有机电化学研究时,发现这种室温离子液体是很好的电解液,能和有机物混溶,不含质子,电化学窗口较宽.1992年Wilkes以1-甲基-3-乙基咪唑为阳离子合成出氯化1-甲基-3-乙基咪唑,在摩尔分数为50%的AICl3存在下,其熔点达到了8℃.在这以后,离子液体的应用研究才真正得到广泛的开展. 与传统的有机溶剂相比,离子液体具有如下特点［2］：(1) 液体状态温度范围宽,从低于或接近室温到300℃, 且具有良好的物理和化学稳定性；(2)无色、无臭, 不挥发, 几乎没有蒸气压.(3) 蒸汽压低,不易挥发,消除了VOC(Volatile Organic Compounds)环境污染问题；(4) 对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力, 且具有溶剂和催化剂的双重功能,可作为许多化学反应溶剂或催化活性载体；(5) 具有较大的极性可调控性, 粘度低, 密度大, 可以形成二相或多相体系, 适合作分离溶剂或构成反应
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新型酸性离子液体的合成及其催化性能研究 作者：张晓雷， 杨光， 王同许， Zhang Xiaolei， Yang Guang， Wang Tongxu 作者单位：西南石油大学化学化工学院,成都,610500 刊名： 精细石油化工进展 英文刊名：Advances in Fine Petrochemicals 年，卷(期)：2011,12(10) 被引用次数：1次 参考文献(6条) 1.贾彦雷,许文,刘家祺二氧化碳的化学利用[期刊论文]-天然气化工 2004(3) 2.Shakh A G;Sivaam S Upgrading heavy and extraheavy crude oil with ionic liquid,improved corrosion resistance of Mg alloy by surface A1 electrodeposition 1996(03) 3.Clements J H Improved corrosion resistance of Mg alloy by surface Al electrodeposition 2003(04) 4.Welton Thomas Room-Temperature lonic Liquids.Solvents for Synthesis and Catalysis[外文期刊] 1999(8) 5.Jonathan G. Huddleston;Ann E. Visser;W. Matthew Reichert Characterization and comparison of hydrophilic and hydrophobic room temperature ionic liquids incorporating the imidazolium cation[外文期刊] 2001(4) 6.李汝雄,王建基离子液体的热物理性质研究进展[期刊论文]-北京石油化工学院学报 2005(3) 引证文献(1条) 1.史政海,张群安磺酸功能化离子液体的合成研究[期刊论文]-南阳理工学院学报 2013(03) 引用本文格式：张晓雷.杨光.王同许.Zhang Xiaolei.Yang Guang.Wang Tongxu新型酸性离子液体的合成及其催化性能研究[期刊论文]-精细石油化工进展 2011(10)
正离子部分是有机阳离子，如：１－丁基－３－甲基咪唑［ｂｍｉｍ］＋，１－乙基－３－甲基咪唑［ｅｍｉｍ］＋，体积比无机离子大，因此有较低的熔点［３］。阳离子中电荷越分散，分子的对称性越低，生成化合物的熔点越低。阴离子的大小对熔点有较大的影响。大的阴离子，与阳离子的作用力小，晶体中的晶格能小。因此，易生成熔点低的化合物。 ２．２ 溶解性 离子液体的分子结构还影响它们对化合物的溶解性能。例如，［ｂｍｉｍ］＋ＢＦ－４是亲水的，而［ｂｍｉｍ］＋ＰＦ－６是疏水的，与水不互溶。选择性地溶解催化剂但与反应物和产物不溶的离子液体是很有价值的，因为这样，产物的分离简单，可节省能源。有机化合物在一些离子液体中也有一定的溶解度。 Ｂｏｎｈｏｔｅ等［３］研究了有机溶剂在离子液体［ｅｍｉｍ］＋ＣＦ３ＳＯ－３中的溶解性。二氯甲烷、四氢呋喃可与其互溶，而甲苯、二氧六环是不溶的。Ｗａｆｆｅｎｓｅｈｍｉｄｔ等［４］的研究结果表明，调节阳离子中烷基链的长短可改变溶解度。如卜辛烯在（ＭｅＥｔ３Ｎ）＋ （Ｐ－ＭｅＰｈ－ＳＯ３）－溶，但溶解在［Ｍｅ（ｎ－Ｃ６Ｈ１１）３Ｎ］＋（Ｐ－ＭｅＰｈＳＯ３）－中。 ２．３ 热稳定性［５］ 离子液体的热稳定性分别受杂原子－碳原子之间作用力和杂原子－氢键之间作用力的限制，因此与组成的阳离子和阴离子的结构和性质密切相关。例如在氧化铝上测定的多种咪唑盐离子液体的起始热分解温度大多在４００℃左右，同时也与阴阳离子的组成有很大关系。当阴离子相同时，咪唑盐阳离子２位上被烷基取代时，离子液体的起始热分解温度明显提高；而３位氮上的取代基为线型烷基时较稳定。相应的阴离子部分稳定性顺序为：ＰＦ６＞Ｂｅｔｉ＞Ｉｍ≈ＢＦ４＞Ｍｅ≈ＡｓＦ６≥Ｉ、Ｂｒ、Ｃｌ。同时，离子液体的水含量也对其热稳定性略有影响。 ２．４ 密度 离子液体的密度与阴离子和阳离子有 离子液体及其研究进展 吴清文 天津工业大学材料化工学院 ３００１６０ 前言 离子液体是由一种含氮杂环的有机阳离子和一种无机阴离子组成的盐，在室温或室温附近温度下呈液态，又称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等。与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有一系列突出优点：（１）几乎没有蒸气压、不挥发、无色、无味；（２）有较大的稳定温度范围，较好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口；（３）通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸。最初的离子液体主要用于电化学研究，近年来在作为环境友好的溶剂方面有很大的潜力，故也称之为“绿色溶剂”。 １ 离子液体的组成 目前被人们关注的液体离子的种类比较多，但大体上说起来，其中的阳离子主要有以下四类［１，２］：烷基季铵离子；烷基季鳞离子：Ｎ－烷基取代吡啶离子；１，３－二烷基取代咪唑离子。阴离子则可以是ＡｌＣ１－４、ＢＦ－４、ＰＦ－４、ＣＦ３ＣＯＯ－、ＣＦ３ＳＯ－３、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、ＳｂＦ－等有机离子和配合物离子。 ２ 离子液体的物理化学特质 ２．１ 熔点 离子液体是低熔点的季铵、膦盐。 很大关系。比较含不同取代基咪唑阳离子的氯铝酸盐的密度发现，密度与咪唑阳离子上Ｎ－烷基链长度呈线性关系，随着有机阳离子变大，离子液体的密度变小。这样可以通过阳离子结构的轻微调整来调节离子液体的密度。阴离子对密度的影响更加明显，通常是阴离子越大，离子液体的密度也越大。因此设计不同密度的离子液体，首先选择相应的阴离子来确定大致范围，然后认真选择阳离子对密度进行微调。 ２．５ 酸碱性［６］ 离子液体的酸碱性实际上由阴离子的本质决定。将Ｌｅｗｉｓ酸如Ａ１Ｃ１３加入到离子液体［ｂｍｉｍ］Ｃ１中，当Ａ１Ｃ１３的摩尔分数ｘ（Ａ１Ｃ１３）＜０．５时，离子液体呈碱性；当ｘ（Ａ１Ｃ１３）＝０．５时，为中性，阴离子仅为Ａ１Ｃ１－４；当ｘ （Ａ１Ｃ１３）＞０．５时，随着Ａ１Ｃ１３的增加会有Ａｌ２Ｃｌ－７和Ａｌ３Ｃｌ－１０等阴离子存在，离子液体表现为强酸性。研究离子液体的酸碱性时，必须注意其“潜酸性”和“超酸性”。例如把弱碱吡咯或Ｎ、Ｎ’－二甲基苯胺加入到中性［ｂｍｉｍ］＋Ａ１Ｃ１－４中，离子液体表现出很明显的潜酸性。把无机酸溶于酸性氯铝酸盐离子液体中，可观察到离子液体的超强酸性。与传统的超酸系统相比，超酸性离子液体处理起来更安全。 综上所述离子液体具有独特的物理化学特性，而且还可以在一定程度上进行调变。但总体上讲，对离子液体的物理化学性质还了解得相对较少，这也成为今后离子液体研究的主要内容。 ３ 离子液体的合成 离子液体种类繁多，改变阳离子／阴离子的不同组合，可以设计合成出不同的离子液体。离子液体合成大体上有两种基本方法：直接合成法和两步合成法［７］ 。 ３．１ 直接合成法 通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体，操作经济简便，没有副产物，产品易纯化。例如，硝基乙胺离
离子液体在催化上的应用与研究进展摘要：离子液体具有很多独特的物理、化学性质，正引起人们越来越多的重视，被认为是一类可以取代传统有机溶剂对环境友好的新型绿色溶剂，在很多领域中有着诱人的应用前景。本文归纳了离子液体的优越性质，介绍了离子液体的分类和制备方法，综述了其作为催化剂在各种化学反应中的应用，并展望了离子液体在该领域中的应用前景。同时，还对离子液体的固定化方法进行了评述，并指出了该研究领域目前存在的问题及发展趋势。 关键字：离子液体，催化剂，合成，应用，固定化 1前言 离子液体(ionic liquid)是完全由阳离子和阴离子组成的离子液体是完全由阳离子和阴离子组成的并且在室温或近于室温时为液体的熔融盐体系，它一般由较大的有机阳离子和较小的无机阴离子组成。离子液体与传统的熔融盐的显著区别是它的熔点比较低，一般低于150℃，根据离子液体的这一性质，可以用它代替传统的有机溶剂和电解质作为化学反应与电化学体系的介质等。离子液体独特的可调节静电场、特殊的离子环境和多维弱相互作用等特点使人们更容易采用有效的手段对催化反应活性和选择性进行调控。离子液体低挥发和低可燃性等性质，使其催化反应更加安全，所以，当离子液体用作反应介质或催化剂，或同时兼具上述两种作用时，往往能表现出特殊的催化性能，这就为新催化材料和新反应的研究提供了新的机遇。经过多年的发展，离子液体的催化作用成为离子液体研究最活跃的研究方向之一。 离子液体的分类比较多，按照阳离子可以分为四类：（1）1,3-二烷基取代的咪唑离子或称N,N'-二烷基取代的咪唑离子，简记为[RR'im]+，例如1-丁基-3-甲基咪唑离子记为[Bmim]+，若2位上还有取代基R''，则简记为[RR''R'im]+，如1,2-二甲基-3-丙基咪唑离子记为[MM'M''im]+；（2）N-烷基取代的吡啶离子，简记为[RPy]+；（3）烷基季铵离子[NRXH4-x]+，例如[Bu3NMe]+；（4）烷基季磷离子[PRxH4-x]+。 根据阴离子的不同，离子液体可分为两类：（1）卤化盐+AlCl3型（其中Cl 也可用Br代替），如1-乙基-3-甲基咪唑氯代铝酸盐（[emim]Cl-AlCl3），其缺点是对水极其敏感，要在真空或惰性气氛下进行处理和研究，质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中的化学反应有决定性的影响；（2）非卤化盐+AlCl3型（又称为新离子液体）的阳离子多为烷基取代的咪唑离子，阴离子为BF4-、PF6-、NO3-、ClO4-、CH3COO-、CF3COO-等，许多品种对水和空气不稳定，如1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[emim]BF4）以及NO3-、ClO4-为阴离子的离子液体要小心爆炸，尤其是在干燥的时候。 离子液体是近年来绿色化学的研究热点之一，因为离子液体在工业有机化学的清洁合成方面显示出潜在的应用前景。例如，传统的Friedel-Crafts烷基化反应在80℃下反应8h，得到产率为80%的异构体混合物，采用离子液体，同样的反应在0℃下反应30s得到产率为98%的单一异构体。除了它们所表现出的高活性、高选择性外，离子液体还具有如下优点： （1）具有较宽的稳定温度范围。通常在300℃范围内为液体，有利于动力学控制；在高于200℃时具有良好的热稳定性和化学稳定性。
732阳离子交换树脂 俗称：阳树脂，阳离子树脂，阳离子交换树脂，水处理树脂，软水处理树脂，锅炉水处理树脂，阴阳树脂，732阳树脂，732阳离子交换树脂，001X7阳树脂，732树脂，水处理 学名：001X7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 产地：湖南株洲主要销往湖南湖北广东广西江西福建贵州重庆海南云南等地。 主要用于锅炉水处理（硬水软化和纯水制备），也用于湿法冶金、制糖、制药、味精行业，以及作为催化剂和脱水剂等。 CAS RN：9002-23-7 英文名称：Amberlite IR120, sodium form Cation exchange resin, strong acidic styrene 本产品是在交联为7％的苯乙烯?二乙烯共聚体上带有磺酸基(-SO3H)的阳离子交换树脂，是一种磺酸化苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂。它在碱性、中性、甚至酸性介质中都显示离子交换功能。本产品具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点。 本产品树脂系列包含三个品种，其中001×7为通用性产品：001×7FC适用于双层床、双室床、浮动床系统：001×7MB适用于混床系统。 二、执行标准：GB13659-92 DL519-93、SH 2605.01-97 三、理化性能指标：四、使用时参考指标： 指标名称001×7 1．PH范围：1～14 外观金黄色至棕褐色球状颗粒 2．最高使用温度：氢型≤100℃；钠型≤120℃ 出厂型式钠型 3．转型膨胀率％：(Na+→H+)≤10 含水量％ 40-50 4．工作交换容量： ≥1000mmol/l (湿) 质量全交换容量mmo1/g≥4.50 5．工业用树脂层高度：1.0～3.0m 体积交换容量mmo1/ml ≥1.906．再生液浓度：NaCl：8～10％HCl：4～5％ 湿视密度g/ml 0.77-0.87 7．再生液用量： 湿真密度g/ml 1.25-1.29 NaCl(8～10％)体积：树脂体积=1.5～2.1 下限粒度% (＜0.315)mm≤1.0 HC1(4～5％)体积：树脂体积=2～3:1 范围粒度％ (0.315-1.25)mm≥95 8．再生液流速：4～6米/小 时 有效粒径mm 0.40-0.60 9．再生接触时间：30～60分钟 均一系数≤1.60 10．正洗流速：10～20米/小时 磨后圆球率％≥90 11．正洗时间：约30分钟 渗磨圆球率% ≥60 DL519-2004 12．运行流速：10～45米/小时 五、与国外对应牌号： 美国：Amberlite IR-200; Dowex-50 德国：Lewatit-100 日本：Diaion SK-1