催化功能離子液體的合成及其性能研究.pdf

1、離子液體(英文為room temperature ionic liquids，簡寫為RTILS)是指在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的由離子構(gòu)成的物質(zhì)，又稱室溫熔融鹽。離子液體的結(jié)構(gòu)具有很大的可設(shè)計性，可通過修飾或調(diào)變陰陽離子的結(jié)構(gòu)或種類來調(diào)控離子液體的物理化學性質(zhì)，離子液體廣泛應用在電化學、有機合成、催化、萃取分離、聚合等領(lǐng)域，是近年來世界各國研究者共同關(guān)注的熱點。
　　本論文主要的主要工作如下:
　　(1)合成了兩類基于咪唑類離

2、子液體。第一類是以N，N'-二烷基咪唑為陽離子，以Br-、PF6-、BF4-為陰離子制備出了9種單咪唑離子液體。第二類是以雙咪唑[C2(mim)2]2+、[C4(mim)2]2+、[C6(mim)2]2+為陽離子，Br-為陰離子制備出了3種雙咪唑離子液體。
　　(2)對合成的12種離子液體進行了密度、表面張力、以及粘度等物理性質(zhì)的測定，發(fā)現(xiàn)正負離子的體積半徑是影響離子液體密度的主要因素，表面張力的大小主要取決于正負離子之間的靜電作

3、用，熔點的大小與陰陽離子的尺寸大小，結(jié)果對稱性有關(guān)，粘度大小主要與陰陽離子間的范德華力、庫倫力有關(guān)。并使用元素分析、紅外光譜、紫外光譜、以及核磁共振等方法進行了分析表征。
　　(3)考察了上述咪唑離子液體用于催化二氧化碳與環(huán)氧丙烷的環(huán)加成反應。在反應條件為100℃，1.5MP下反應1h，得出12種離子液體的催化性能。結(jié)果表明:當確定陽離子為[emim]-，陰離子為Br-、PF6-、BF4-，得出陰離子對催化效果的影響順序為PF6-

4、＜Br-＜BF4-。當確定陰離子Br-，陽離子為[emim]+、[bmim]+、[hmim]+，陽離子對催化效果的作用大小順序為[emim]+＜bmim]+＜[hmim]+，得出催化性能隨著陽離子上的取代烷基鏈長的增加而增大，當確定雙咪唑離子液體的陰離子為Br-，陽離子為[C2(mim)2]2+、[C4(mim)2]2+、[C6(mim)2]2+，陽離子對催化效果的作用大小順序為[C2(mim)2]2+＜[C4(mim)2]2+＜[C6

5、(mim)2]2+，同時通過以上的催化反應得出雙陽離子液體催化性能高于單陽離子液體催化性能。對環(huán)加成反應條件進行了優(yōu)化，考察了不同催化劑的用量、溫度、壓力、反應時間對催化反應的影響，給出了催化反應的最佳條件，1，1'-二甲基-3，3'-亞己基二咪唑二溴催化劑是在80℃，1.5MPa，不使用任何溶劑的情況下反應60min的效果最好，產(chǎn)物的收率可達78％。
　　本文最后從分子、電子的水平對[bmim]Br，[bmim][BF4],[b