醚基氨基酸功能化離子液體合成、表征及性質(zhì)研究
發(fā)布時(shí)間：2021-11-18 01:29
得益于陰陽(yáng)離子的可修飾性,通過(guò)靈活設(shè)計(jì),功能化離子液體得以制備。利用醚基以其對(duì)低粘度和高電導(dǎo)率的獨(dú)特貢獻(xiàn),以及氨基酸可生物降解等優(yōu)勢(shì),合成了多種醚基氨基酸功能化離子液體1-烷基-3-甲基咪唑蘇氨酸鹽[CnMim][Thr]（n=2-6）、1-（2-烷氧基乙基）-3-甲基咪唑氯鹽[CnOC2Mim][Cl]（n=1,2）、1-（2-烷氧基乙基）-3-甲基咪唑蘇氨酸鹽[CnOC2Mim][Thr]（n=1,2）、1-（2-烷氧基乙基）-3-甲基咪唑丙氨酸鹽[CnOC2Mim][Ala]（n=1,2）、1-（2-烷氧基乙基）-3-甲基咪唑溴鹽[CnOC2Mim][Br]（n=1,2）和1-（2-烷氧基乙基）-3-甲基咪唑甘氨酸鹽[CnOC2Mim][Gly]（n=1,2）。分別采用1H NMR、13C NMR、...
【文章來(lái)源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：191 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
用于萃取金屬離子的功能化離子液體
遼寧大學(xué)博士學(xué)位論文4圖1.2TiCl4和離子液體[C4Mim]Cl、[C4Mim]Br和[C4Mim][BF4]分別反應(yīng)的示意圖近年來(lái)，一大類基于咪唑類陰離子骨架的離子液體因堿性可調(diào)和且具有多個(gè)電負(fù)性作用位點(diǎn)而被用于捕獲CO2和SO2。隨著研究的深入，研究人員嘗試將疊氮、硝基等含能基團(tuán)引入唑類陰離子骨架中，衍生出多種多樣的新型含能離子液體材料。含能離子液體具有無(wú)蒸氣壓、液態(tài)范圍寬、對(duì)于靜電與撞擊等外界刺激的靈敏度較低、污染度低等特點(diǎn)，在炸藥配方和綠色雙組元推進(jìn)劑中都展現(xiàn)出優(yōu)異的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用潛力[8]。負(fù)載功能化離子液體可以把離子液體和多相催化的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，提高離子液體的催化和使用效率，并顯著改善分離過(guò)程，提高過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。柴油等燃料中殘留的含硫化合物是柴油燃燒帶來(lái)環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)字�，這些硫化物經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的SO2、SO3等氣體排放到大氣中，遇水便形成酸雨等災(zāi)害。目前，已有許多法規(guī)將油中的硫含量限制到低水平(<10ppm)，而這些殘留的硫化物主要是以二甲苯硫酚及其衍生物形式存在。為實(shí)現(xiàn)柴油燃料中的低硫含量，科學(xué)家們采用了各種技術(shù)，在已有的脫硫方式中，吸附是最為經(jīng)濟(jì)的一種。對(duì)于吸附劑而言，除了足夠的孔隙率，合適的孔徑大小之外，特定的吸附位點(diǎn)也是高效吸附所必須的。Khan等人[9]將N-甲基咪唑加入MOFs[ZIF-8和MIL-100(Fe)]中，然后在室溫下攪拌15h后再加入正溴丁烷，制得IL@MOF；隨后加入磷鎢酸，攪拌，最后過(guò)濾干燥，獲得一種可再生的新型脫硫吸附劑——含雜多酸和離子液體（IL）的金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)（MOF）即HPA/IL@MOF。燃油深度脫硫技術(shù)中氧化脫硫技術(shù)因?yàn)榉磻?yīng)條件溫和、操作性能高和有效去除
第1章前言7圖1.3醚基功能化離子液體的合成1.2.2醚基功能化離子液體的性質(zhì)離子液體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其物化性質(zhì)，隨著離子液體陰陽(yáng)離子組成和結(jié)構(gòu)的變化，離子液體的物化性質(zhì)會(huì)在較大范圍內(nèi)相應(yīng)改變。功能化離子液體擁有普通離子液體所含有的性質(zhì)，例如幾乎無(wú)蒸氣壓、較強(qiáng)的溶解性、可調(diào)控的酸性、液態(tài)范圍寬等等。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)中官能團(tuán)的存在，功能化離子液體在粘度、熔點(diǎn)、密度、熱穩(wěn)定性、電導(dǎo)率、熱力學(xué)性質(zhì)等方面又有自己顯著的優(yōu)勢(shì)，性能易于調(diào)變的功能化離子液體更能滿足特定應(yīng)用的需求。在熔點(diǎn)方面，通常離子液體的熔點(diǎn)由離子對(duì)稱性，陽(yáng)離子和陰離子之間的相互作用以及離子的柔性決定。在離子液體的陽(yáng)離子上引入烷氧基團(tuán)后其熔點(diǎn)通常會(huì)降低。例如，醚基功能化離子液體[CH3OCH2CH2Et2MeN][BF4]和[CH3OCH2CH2Et2MeN][CF3BF3]的熔點(diǎn)分別為8°C與-22°C，對(duì)應(yīng)未功能化的[BuEt2MeN][BF4]和[BuEt2MeN][CF3BF3]熔點(diǎn)達(dá)到165°C與-3°C[13]。出現(xiàn)這樣結(jié)果的原因是由于醚鍵的引入使側(cè)鏈的柔性增強(qiáng)并占據(jù)了主導(dǎo)地位，醚鏈具有更高的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，并且降低了離子液體的晶格能。但是上述熔點(diǎn)降低的情況在某些含醚側(cè)鏈的離子液體中出現(xiàn)了相反的規(guī)律。例如，Zhou課題組[14]報(bào)道的醚基功能化離子液體
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Structure-property relationships in ILs: A study of the alkyl chain length dependence in vaporisation enthalpies of pyridinium based ionic liquids[J]. ZAITSAU Dzmitry H.,YERMALAYEU Andrei V.,EMEL’YANENKO Vladimir N.,VEREVKIN Sergey P.,WELZ-BIERMANN Urs,SCHUBERT Thomas. Science China（Chemistry）. 2012(08)
本文編號(hào)：3501951
【文章來(lái)源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校
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【部分圖文】：
用于萃取金屬離子的功能化離子液體
遼寧大學(xué)博士學(xué)位論文4圖1.2TiCl4和離子液體[C4Mim]Cl、[C4Mim]Br和[C4Mim][BF4]分別反應(yīng)的示意圖近年來(lái)，一大類基于咪唑類陰離子骨架的離子液體因堿性可調(diào)和且具有多個(gè)電負(fù)性作用位點(diǎn)而被用于捕獲CO2和SO2。隨著研究的深入，研究人員嘗試將疊氮、硝基等含能基團(tuán)引入唑類陰離子骨架中，衍生出多種多樣的新型含能離子液體材料。含能離子液體具有無(wú)蒸氣壓、液態(tài)范圍寬、對(duì)于靜電與撞擊等外界刺激的靈敏度較低、污染度低等特點(diǎn)，在炸藥配方和綠色雙組元推進(jìn)劑中都展現(xiàn)出優(yōu)異的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用潛力[8]。負(fù)載功能化離子液體可以把離子液體和多相催化的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，提高離子液體的催化和使用效率，并顯著改善分離過(guò)程，提高過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。柴油等燃料中殘留的含硫化合物是柴油燃燒帶來(lái)環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)字�，這些硫化物經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的SO2、SO3等氣體排放到大氣中，遇水便形成酸雨等災(zāi)害。目前，已有許多法規(guī)將油中的硫含量限制到低水平(<10ppm)，而這些殘留的硫化物主要是以二甲苯硫酚及其衍生物形式存在。為實(shí)現(xiàn)柴油燃料中的低硫含量，科學(xué)家們采用了各種技術(shù)，在已有的脫硫方式中，吸附是最為經(jīng)濟(jì)的一種。對(duì)于吸附劑而言，除了足夠的孔隙率，合適的孔徑大小之外，特定的吸附位點(diǎn)也是高效吸附所必須的。Khan等人[9]將N-甲基咪唑加入MOFs[ZIF-8和MIL-100(Fe)]中，然后在室溫下攪拌15h后再加入正溴丁烷，制得IL@MOF；隨后加入磷鎢酸，攪拌，最后過(guò)濾干燥，獲得一種可再生的新型脫硫吸附劑——含雜多酸和離子液體（IL）的金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)（MOF）即HPA/IL@MOF。燃油深度脫硫技術(shù)中氧化脫硫技術(shù)因?yàn)榉磻?yīng)條件溫和、操作性能高和有效去除
第1章前言7圖1.3醚基功能化離子液體的合成1.2.2醚基功能化離子液體的性質(zhì)離子液體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其物化性質(zhì)，隨著離子液體陰陽(yáng)離子組成和結(jié)構(gòu)的變化，離子液體的物化性質(zhì)會(huì)在較大范圍內(nèi)相應(yīng)改變。功能化離子液體擁有普通離子液體所含有的性質(zhì)，例如幾乎無(wú)蒸氣壓、較強(qiáng)的溶解性、可調(diào)控的酸性、液態(tài)范圍寬等等。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)中官能團(tuán)的存在，功能化離子液體在粘度、熔點(diǎn)、密度、熱穩(wěn)定性、電導(dǎo)率、熱力學(xué)性質(zhì)等方面又有自己顯著的優(yōu)勢(shì)，性能易于調(diào)變的功能化離子液體更能滿足特定應(yīng)用的需求。在熔點(diǎn)方面，通常離子液體的熔點(diǎn)由離子對(duì)稱性，陽(yáng)離子和陰離子之間的相互作用以及離子的柔性決定。在離子液體的陽(yáng)離子上引入烷氧基團(tuán)后其熔點(diǎn)通常會(huì)降低。例如，醚基功能化離子液體[CH3OCH2CH2Et2MeN][BF4]和[CH3OCH2CH2Et2MeN][CF3BF3]的熔點(diǎn)分別為8°C與-22°C，對(duì)應(yīng)未功能化的[BuEt2MeN][BF4]和[BuEt2MeN][CF3BF3]熔點(diǎn)達(dá)到165°C與-3°C[13]。出現(xiàn)這樣結(jié)果的原因是由于醚鍵的引入使側(cè)鏈的柔性增強(qiáng)并占據(jù)了主導(dǎo)地位，醚鏈具有更高的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，并且降低了離子液體的晶格能。但是上述熔點(diǎn)降低的情況在某些含醚側(cè)鏈的離子液體中出現(xiàn)了相反的規(guī)律。例如，Zhou課題組[14]報(bào)道的醚基功能化離子液體
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Structure-property relationships in ILs: A study of the alkyl chain length dependence in vaporisation enthalpies of pyridinium based ionic liquids[J]. ZAITSAU Dzmitry H.,YERMALAYEU Andrei V.,EMEL’YANENKO Vladimir N.,VEREVKIN Sergey P.,WELZ-BIERMANN Urs,SCHUBERT Thomas. Science China（Chemistry）. 2012(08)
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