室温离子液体在催化和分离中的应用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 顾彦龙 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2004-11-26 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 邓友全 |
| 关键词 | 离子液体 绿色化学 催化 分离 Ionic liquids green chemistry catalysis separation |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 室温离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系。它们具有种类多、不可燃、液态范围宽、蒸汽压低、电化学窗口广、溶解性能独特等特点。迄今为止，离子液体已经作为一种介质和材料被广泛地应用在催化、有机合成、分离分析、电化学、材料科学、高分子科学和生命科学等领域。 本论文在文献调研的基础之上，重点研究了离子液体在环境友好催化和萃取分离中的应用。论文主要包括以下几个方面： （1）离子液体酸催化反应研究 以酸性氯铝酸离子液体/无机酸体系为催化剂研究了聚碳酸酯光盘的降解。在100～180 ℃、常压条件下，双酚A聚碳酸酯光盘被首次降解为碳酸二苯酯，色谱收率为25-63％。 以磺酸功能化离子液体为介质和催化剂研究了脂肪酸和烯烃的加成酯化反应。尽管反应以均相模式进行，但是由于产物和离子液体不混溶，可以通过倾析方法分离，离子液体催化剂可以被回收并且重复使用多次。 以磺酸功能化离子液体取代传统的酸催化剂研究了多种非线性烯烃齐聚制备长链支链烯烃，获得了较高的转化率和选择性。离子液体起到溶剂和催化剂的双重作用，为非线性烯烃齐聚提供了一个有效的、可以回收的催化体系。 以四种非氯铝酸酸性功能化离子液体为催化剂在无溶剂条件下研究了活性苯酚衍生物的Pechmann缩合反应。磺酸功能化离子液体表现出了最好的催化活性，在80 ℃油浴条件下，5mol％的离子液体就可以高产率地将多种底物酚转化为取代的香豆素衍生物。在二氯甲烷溶液中用Hammett方法测试了四种非氯铝酸酸性功能化离子液体的酸性。离子液体酸性和对以间苯二酚为底物的Pechmann缩合反应的活性基本一致。这种香豆素合成方法在获得较高产率的同时，避免了强毒性、挥发性有机溶剂和催化剂的使用。 （2）离子液体中a-甲烯基环状碳酸酷的合成 以丙炔醇和二氧化碳为底物，在[BMIm][PhSO3]/CuCl催化体系中高产率地合成了多种a-甲烯基环状碳酸酯。这一过程主要的优势是温和的反应条件、较高的产率、可以回收的离子液体/催化剂体系。离子液体的使用还避免了挥发性含氮有机溶剂和毒性三级胺的使用。 （3）离子液体[BMIm]BF4中叔丁醇和醋酸酐的酯化 叔丁醇和醋酸酐的酯化通常进行在酸碱催化条件下。当以[BMIm]BF4为溶剂和催化剂时，多种三级醇都可以同醋酸酐作用高产率地得到相应的醋酸酯。在此催化体系中，产物的分离和离子液体的回收再利用都非常简便。 （4）室温离子液体浸取分离牛磺酸与硫酸钠固体混合物 在多种1,3-二烷基咪唑室温离子液体中大略地考察了牛磺酸的溶解性能，并利用牛磺酸溶解度较大的氯化1-甲基-3-烷基咪唑离子液体（[CnMIm]Cl，n＝3，4，5）为浸取剂，在较温和条件下实现了硫酸钠和牛磺酸固体混合物的分离。浸取得到的溶有牛磺酸的离子液体经加入大量甲醇可分离牛磺酸和离子液体，牛磺酸分离产率为67-98.5％。此离子液体萃取分离过程简化了二者混合物的分离，离子液体可以重复使用多次。 |
| 学科主题 | 催化化学 |
| 公开日期 | 2014-04-15 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/5507]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_绿色化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 顾彦龙. 室温离子液体在催化和分离中的应用研究[D]. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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