功能型离子液体的合成表征及CO2吸收性能
表面活性离子液体的合成及其在促进CO2水合物生成中的应用
［ 摘要 ］合成 出３ 种表面活性离子液体 ｌ 一 （ ３ 一 磺酸基 ） 丙基六亚 甲基亚胺十二烷基 苯磺 酸 、１ 一 （ ３ － 磺酸基 ） 丙基 哌啶十二烷基苯 磺酸 和ｌ 一 （ ３ 一 磺酸 基 ） 丙基一 ３ 一 甲基咪唑十二烷基苯磺 酸 ，用 Ｈ Ｎ ＭＲ 、Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ 、Ｔ Ｇ 和元素分析方法对其进 行了表征 ，并测定 了 这３ 种表 面活性离子 液体的表 面张力 。实验结果表 明 ，合 成的３ 种表 面活性离 子液体具 有离子液 体和表 面活性剂 的双功能 特 性 ，其水溶液 的表面张力与十二烷基 苯磺酸钠水溶 液的表面张力相 近 ，将其应用 于ｃ Ｏ ， 水合物生 成的实验 中 ，三者均能 明显 促进Ｃ Ｏ 水合物的生成 ，其中 １ 一 （ ３ 一 磺 酸基 ） 丙基哌啶十二烷基苯磺酸促进Ｃ Ｏ 水合物生成 的效果最佳 ，在４。 ｃ 时其３ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 的 水溶 液与纯水 和７ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ 的十二烷基苯磺酸钠水溶液相 比，Ｃ Ｏ 水合 物相平衡 压力分 别下 降２ Ｏ ． １ ％，１ ３ ． ６ ％。 ［ 关键 词 ］表面活性离子液体 ；二氧化碳水合物 ；表面张力 ［ 文章 编号 ］１ ０ ０ ０ — ８ １ ４ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ３ ０ ４ —０ ６ ［ 中图分类号 ］Ｔ Ｑ ４ ２ ３ ． ９ ［ 文献标 志码 ］Ａ
ｈ ｅ ｘ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｉ ｍｉ ｎ ｉ ｕ ｍ ｄ ｏ ｄ ｅ ｃ ｙ ｌ ｂ ｅ ｎ ｚ ｅ ｎ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ， ｌ － ｆ ３ 一 ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｎ ｉ ｃ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ）ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｐ ｉ ｐ ｅ ｒ ｉ ｄ ｉ ｎ ｉ ｕ ｍ
ｄ ｏ ｄ ｅ ｃ ｙ ｌ ｂ ｅ ｎ ｚ ｅ ｎ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ（ ［ Ｐ Ｐ Ｓ ］ ＤＢ Ｓ Ａ） ａ ｎ ｄ １ 一 （ ３ 一 ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｎ ｉ ｃ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ） ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｌ 一 ３ 一 ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｉ ｍｉ ｄ ａ ｚ ｏ ｌ ｉ ｕ ｍ
离子液体及其类似物在二氧化碳捕集中的设计与筛选
四、结论
3、研究离子液体及其类似物的再生和循环使用技术； 4、评估离子液体及其类似物在工业应用中的可行性和经济性。
参考内容
内容摘要
随着工业的快速发展，二氧化碳排放量不断增加，导致全球气候变化问题日 益严重。因此，二氧化碳捕集、活化及化学转化技术的研究和应用变得尤为重要。 功能化离子液体作为一种新型的萃取剂和反应介质，在这些问题中展现了优异的 应用前景。
一、离子液体及其类似物的特性
一、离子液体及其类似物的特性
离子液体是指在室温下由离子组成的液体，具有以下特点： 1、熔点低：多数离子液体的熔点在-100℃以下，有的甚至接近室温。
一、离子液体及其类似物的特性
2、稳定性好：离子液体具有较高的热稳定性，可在高温下保持稳定。 3、溶解度大：离子液体具有较好的溶剂性能，能够溶解多种有机、无机和金 属化合物。
2、讨论
2、讨论
根据实验结果，我们发现多孔液体的尺寸过吸附剂的比表面积、孔径分布和孔容等物理性质进行解释。在 较小的多孔液体中，比表面积和孔容较大，可以提供更多的活性位点来吸附二氧 化碳。此外，较小的孔径使得气体分子在吸附过程中的扩散阻力减小，提高了吸 附速率。
内容摘要
功能化离子液体具有独特的化学组成、分子结构和物理性质，使其在二氧化 碳捕集、活化及化学转化过程中发挥重要作用。首先，离子液体的阳离子和阴离 子可以与二氧化碳分子进行高效结合，从而实现二氧化碳的捕集。其次，功能化 离子液体具有较低的蒸气压和良好的热稳定性，有利于其在高温和高压条件下对 二氧化碳进行活化和化学转化。
三、离子液体及其类似物的设计策略
2、混合溶剂：将离子液体与其他溶剂混合使用，可以改善其对CO2的吸收性 能。例如，将一种疏水性离子液体与一种亲水性离子液体混合使用，可以增加离 子液体对CO2的溶解度。
Ni-MOF的合成、表征及其CO2吸附性能
Ni-MOF的合成、表征及其CO2吸附性能林小英;苏婷;钟琴华;林松烨;刘亚敏;史荣会【期刊名称】《福建工程学院学报》【年(卷),期】2018(016)004【摘要】以硝酸镍为金属离子源、对苯二甲酸为配体,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶剂热法合成了金属-有机骨架Ni-MOF,采用X射线粉末衍射、N2吸附/脱附、扫描电镜、红外光谱和热重分析等方法对样品进行表征,考察了反应时间对样品结构及吸附性能的影响,测试了样品的CO2的吸附性能.结果表明,150℃反应4h后得到Ni-MOF球形晶体,延长反应时间对Ni-MOF的结构及性能没有明显影响.样品的BET面积为1 200～1 221 m2/g,平均孔径为1.95 nm,在常压27℃时,对CO2的吸附量为17.9％,经10次吸附/脱附循环实验后,吸附量稳定在16.5％～17.9％,是一个良好的吸附材料.【总页数】5页(P346-350)【作者】林小英;苏婷;钟琴华;林松烨;刘亚敏;史荣会【作者单位】福建工程学院生态环境与城市建设学院,福建福州350118;福建工程学院生态环境与城市建设学院,福建福州350118;福建工程学院生态环境与城市建设学院,福建福州350118;福州大学环境与资源学院,福建福州350116;福建工程学院生态环境与城市建设学院,福建福州350118;福建工程学院生态环境与城市建设学院,福建福州350118【正文语种】中文【中图分类】TB34【相关文献】1."干胺"型吸附剂的快速制备、表征及其CO2吸附性能研究 [J], 唐秋平;付诗玉;徐芳丽;姜伟;胡庚申2.功能化离子液体的合成、表征及其吸收CO2的性能研究 [J],3.CO2吸附剂掺钾锆酸锂的制备及性能表征 [J], 袁文辉;王婵月;阎慧静;李莉4.纳米正硅酸锂的合成、表征及CO2吸附性能研究 [J], 王平平;刘丹;杨丽霞;张鹏;刘成伟5.吡啶类离子液体的合成表征及CO2吸收性能研究 [J], 赵松睿;曾少娟;张锁江;杜春燕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用于CO2吸收的离子液体的合成、表征及吸收性能研究
用于CO2吸收的离子液体的合成、表征及吸收性能研究用于CO2吸收的离子液体就是一种在室温条件下能够存在的，并且由离子构成的一种液体物质，如果要这种离子发挥吸收CO2的功能，就必须在常温或者是接近温度下进行。
并且由阴离子和液体阴离子组成的物质。
与熔盐相比，离子液体的熔点低于100℃；与固体相比，它是液体；与其它液体的研究相比，它是与各种离子液体，但当前公认的离子液体的类型仍然很少，基本上由含氮有机杂环阳离子和有机或无电极阴离子的，所谓的特殊离子液体。
，是指设计用于特定性能或目的的离子液体。
一些离子液体是用于CO 2的特定吸收[NH2pbim] BF4离子液体[3]。
作为离子性液体改变阳离子和阴离子，所述离子液体的物理化学特性也发生相应的变化。
因此，根据需要阴离子和阴离子的组合物和结构的控制，并且具有不同特性的离子液体是设计并合成。
标签：CO2吸收的离子液体的合成、表征、吸收性能、研究引言：据目前研究的得情况来看，最有效的吸收CO2气体的方法就是离子液体。
是一种新型的绿色的物质，对环境造成的污染比较轻。
还具有很多优异的化学性质。
研究人员可以通过合适的分子设计调节阴阳离子合成特殊性能的离子液体，具有广阔的应用前景，以及发展空间。
在此，对离子液体作为有效吸收CO2气体的溶剂和以及离子液体的合成、表征以及吸收性能这三个方面进行研究，同时对离子液体合成的方法进行研究，找出最好的离子液体合成的方法，从而更有效的吸收CO2气体。
1.离子液体具有的优点CO2是目前排放量最大的温室气体，而CO2固定排放源多来自燃煤电厂，由于液体温度范围高达300°C，离子液体具有一系列优良特性，如低蒸气压，低熔点，强溶解力和可调结构，使用离子液体固定电厂烟气二氧化碳已成为二氧化碳减排的重点。
其中一个研究方向，丽例如其中咪唑离子液体是目前研究最多的离子液体，同时离子液体作为电解质，其电化学窗口约为4V。
由于这些特性，离子液体是许多工业有毒有机溶剂的理想替代品。
功能化离子液体的合成及应用
ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｇ ｏ ｐ ｏ ｔ ｃ ｍｍｏ ｉｎ ｃ ｌｑ ｉ ｓＴ Ｉ ｓ ａ ｅ ｃ ｏ ｌｓ ｅ ． ｅ ｃ ｉ ｎ ｕ ｃｉ ａｉ ｄ ｒｕ ｓ ｎｏ ｏ ｏ ｚ ｎ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄ ， Ｓ Ｌ ｌ ａ ｃ ｍｐ ｉｈ ｄ Ａｓ ｒ ａ ｔｏ ｍｅ ｉ ａ ｄ ｃ ｔ ｌ ｓ ｄ ａ ｎ ａ ａｙ ｔ ｔ ｅ ｉｅ ｎ ａ ｉ ｎ ，ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｕ ｃ ｉ ｎ ｌ ｙ ｈ ｓｚｓ ｉ ｎｏ ａ ｉ ｎ ｕ ｌ ｆ ｎ ｔ ａｉ ． ｏ ｏ ｔ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓＴ Ｉ ｓ ； ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ；ｒ ｐ ｒｉｓ ； ｒ ａ ｉ ｓ ｎ ｈ ｓ ｓ ；ｐ ｌ ａｉ ｎ ｄ ： Ｓ Ｌ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｏ ｃ ｉ ｎ ｉ ｒ ａ ｉ ｓ ｎ Ｓ Ｌ ａ ｅ ｐ ｌｃ ｔ ｓ ｎ ｏ ｇ ｎ ｃ ｙ － ｏ
离子液体是在室温或室温附近呈液体 ， 由 体中 Ｃ Ｏ 的分离 、 气体纯化 和 Ｃ ： Ｏ 的固定工作。 有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子构成 的 Ｂ ｔ ａｅ ｓ等 合成 了 ｌ 一丁基 一 一 ３ ３ （一氨基丙基 ） 咪 ｆ （ ｓ ［ １ ｌ 离 子液体具有可调性 ， 根据不 同需要改变其 唑四氟硼酸盐 。 并将其用 于吸收 Ｃ 反应式见 Ｏ。 阴 阳离 子 结 构 可 以 达到 设 计 者 的 目的 。 离子 液 （ ２） ３１ 手 性 离 子 液 体 ．． ７ 体被称为“ 设计者的溶剂” 。 日 Ｓ ｚｏｇ Ｌ ｏ ｎ ａ ｈｎ ｕ 等以脯 氨酸为原 料合成 了 ２ 本 文综 述 了迄 今见诸报 道的 多种 功能化 不对称 的金属有 机催化剂 ， 并将其应 用于环 己 离子液体， 分类总结 了各种离子液体的合成及 ｆ 产率达 到 ９ ％。反应 ９ ， （） 酮的不对称加成 反应中 ， 性质，简要地介绍 了其在有机合成 中的应用。 式见（ ） ６ Ｏ １ 功能化离子液体的制备 Ｎ Ｏ？—５ｔｏ％ ｃ ｔ １ ｏ ｌ ａ ／ 、 阴 阳离 子中引入 一个或多个 官能 团或阴 附 ∞ ？— ｍｏ — ５ Ｐ ， Ｆ ￣Ｔ Ａ 阳离子本省具有特定的结构而具有某种特殊功 ＳＶ ｚｕａ等ｌ合成 了 １ 一二 氨基 丙基 ．．Ｄ ｙｂ ９ Ｊ ， ３ ＲＴ 能， 或在反应 中作为溶剂或催化剂 ， 即被称为功 咪唑溴盐 。反应式 见（ ） ｏ ｇＴ 等Ｉ对其 ３ 。Ｒ ｎ ａ ｎ 】 ０ １ ３２阴 离 子 功 能 化 能化离子液体【 。将卤化物 、 有机酸 卤化物 、卤 进一步研究， 将其应 用于多烯的立体催化 。 功 能 化 的 阴离 子 主要 有 Ｏ Ｈ一 、 ＦＳ Ｃ ￣Ｏ一 代醇 、卤化羧酸及其衍 生物和催化剂等功能团 ＦＣ ２— — ＯＣ ３ 、 Ｈ３Ｈ （Ｆ ） Ｈ Ｃ 一 ３ＯＳ Ｎ Ｓ ２Ｆ一 Ｃ Ｃ Ｂ ３Ｃ ２ Ｎ 尸 、 Ⅷ 、 ¨ — ｉ 一 一 键合到的阳阴离子上， 以合成不 同功 能化的 、 一 可 和 ｃ 一等。 如 Ｔ ｏ ａｇ 等报道 了功能化 Ｎ 例 ａｉ ＊ ｊ ｎ 离子液体 。 ㈦ 离 子液 体［ｍｉ Ｏ 胺 吸 收 Ｃ 的反应 中 ， Ｂ ｍ］Ｈ， Ｏ 作 在研 究 Ｂ ｃｍａ ｅｋ ｎ重排 反应的过程 中 “ Ｄ 为 催化 剂 和溶 剂 ，可 以较好 的吸收 。再 如 ， 等。 引 以烷基咪唑和卤代 羧酸反应， 经离子交换 在 ３１３ 酰 胺 功 能 化 ．－ Ｙ ｑａｇ Ｚ ａ ｇ ｎ ｎ ａ ｉ ｈｎ ｔ 等合成 了双氨基 磷酸盐离 子 合成了羧酸型离子液体［ａｌ ］Ｆ。 Ｂｃ Ｂ 将其负载于 ｍ ｘｕ Ｄ Ｑ等 合成 了酰胺功能化 的离子液 液体［Ｐ ４ ３一【 ｌ］ ａ４ ４ ］ Ｇｙ， 并用 于吸 收 Ｃ ２ Ｏ。 硅胶 的纳 米 孔 中 可作 为 高 效 脱 肟 的 催化 剂 。 体 ３ （ ，Ｎ 一二 乙基 氨 甲酰 基 甲基 ）一 一 甲 一Ｎ １ ４结 论 ２功能化离子液体 的性质 基咪唑四氟硼酸盐 。 杨文 龙等ｌ对其进行 近一 ｌ ２ Ｉ 功能 化离子 液体 在有机 合成 中得 到了广 功 能化离子液体 具有普 通离子液 体 的通 步研 究 ， 将其应用 在在缩醛 （ ） 酮 化反应 中， 获 泛应用 ， 展示 了诸多独特 的优点 。可 以预见 并 性 。例如 ： 液态温度范 围宽， 蒸气压极低， 溶解能 得 了 比传 统离 子液 体 １ 一正 己烷 一 一甲基 咪 随着研究 的不 断深入， ３ 功能化 离子液 体在有 力 强， 酸性可调 ， 对人和环境 低毒 ， 可循 环使用 唑 ， 率收率高。 产 机合成领域 中的应用 将会得到进一步扩大 。 等。 ３１ 羟 基 功 能 化 ．． ４ 参考文献 ３功能化离子液体在有机合成 中的应用 徐欣 明［１ 报道 了羟基 功 能化 离子 液体 ［】 ｏ ｇ ｉ Ｌ， Ｆ ｎ Ｓ ｉ ｈ Ｇ ｏ ａ ｄ １ ３ 等 １Ｄ ｎ ｍｅ ｉ ｅｇ ｈ， ｕ Ｓ ｕ ｎ ∞ 功能化离 子液体 在有机反 应 中作 为反应 氯化 ｌ （一羟 乙基 ）３ 一２ 一 一甲基 咪唑盐， 以作为 Ｙｏ ｑ ａ Ｄｅ ｇ ． Ｏｎ － ￣ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｏ ｓｌ ａ 可 ｕｕ ｎ ｎ ｅｐ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ 介质或催化剂， 可以改变反应机理 ， 使催 化剂的 芳 香醛 和活泼 亚 甲基化 合物进 行 的 Ｋ ｏｖ— ｇ ｌ ・ ｌ ｄ ｆ ｎ ｔｏ ａ ｉｎ ｃ ｌ ｉ ｓｅ ｅ ｔ ｅ ｎｅｅ ｅ ￣ ｍ， ｕ ｃｉ ｎ ｌ ｏ ｉ ｉ ｄ ： ｃ ｉ ｄ ｑｕ ｖ ㈦ 活性 、 稳定性更好 、 选择性 、 转化率更高 。 ａａ ｙ ｔ ｆｒ ｅ ｘ ｍａ ｉ ｕ ｄ ｒ ｏ ｌ ｃ ｎ ｉ ｏ — ｉ ｎｇｌ缩 合反应的催化剂，以 ８ ａｅ ２％ ～９ ７％的 ｃ ｔｌ ｓｓ ｏ ｄ ｏ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｍｉｄ ｏ ｄ ｔ ｎ ３１阳离子的功能化 ． 产率生成相应 的 Ｅ式 烯烃 。 ｓ ｅ ａｅｒｎ Ｌ ｔｒ ４ （０ ４ ６ － ６ Ｔ ｔ ｈ ｄｏ ｅ ｅｓ ５ ２ ０ ）２ ５ ２ ８ ｒ ｔ ３１１ ．．磺酸基功能化 ３１ ．． ５酯基 功能化 ［】 Ｆｅｍ ｔ ， Ｍ． Ｃ ｅ ２ ｒｅ ａ ｌ ｎ ｅ ｈｍ． Ｅ ｇ Ｎ ｗ １９ ， ｎ ． ｅ ｓ ９ ８ 顾 彦龙 等１ 成功 能化酸性 离子 液体 １ ６ １ 合 一 朱立业 ｌ等合成 了酯基 功能化离 子液体 ７６． ３２． ｌ 甲基 一 一 ４ ３ （ 一磺酸基 丁基 ） 唑三氟 甲基磺 酸 １ 咪 一乙酸乙酯基 一 一甲基眯唑 四氟硼 酸盐，并 【］ Ｓｎ － Ｌ ｅ Ｆ ｎｔ ｎ ｉ ｄ ｉ ｄｚｌ ｍ ３ ３ ａｇ ￣ ｅ ． ｕ ｅ ｏａｚ ｍｉａｏｉ ｉ ｌ ｅ ｕ 盐， 将其作 为催化剂， 于烯烃 的低 聚反应 ， 用 转 采用核 磁共振 、 ｌ ｆ ａ ｓ ｒ ｔ ｓ — ｐ ｃｆ ｏ ｉ ｉ ｕ ｄｓ ｎ ｈ ｉ ｉ 红外光谱 、 素分析 对其进 行 ｓ ｔ ｏ ａ ｋ ｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ｎ ｃ ｌｑ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ 元 化 率 达 到 ６ ％一 ９ 。 ８ ９％ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ Ｃｈ ｍ． ｅ Ｃｏ ｍｍｕ ． ｎ， ２０， ０ ６ 了结构表征 ， 对功能化离 子液体 的基本物 化性 Ａｐ ｌ ａｉ ｎ ． ０ —１ ６ Ｉ ０ ９． ＸａｆｉＬｕ等１ 成 了双 咪唑双磺酸基溴 质 、 温性 、 湿性 、 解性 、 ｉｏ ｉ ７ ｅ １ 合 黏 吸 溶 熔点及 热稳定 性 １ ４９ ０ ３ １ ４ 盐 ， 其应用于贝克曼重排反应 中， 并将 反应产率 等进行了研究 。反应式见 （ ） ４。 【 刘 宝友 。， ４ ］ 。 韩菊 ， 福祥 ， 建芳 １功 能 魏 董 ． ． 较高 。反应式见（ ） １ 化 离子液体及其在 有机合 成 中的应 用［】 Ｊ． 河北 ０
离子液体中间体的合成及表征
： ． ８～ １ ４ｌ ｔ ３Ｈ ）， ． １３ ． （ ， ３ ８７（ ， Ｓ ３Ｈ ）， ．２ ４ ０～ ４ ４ ．２
中 图分 类 号 ： ６ ２７
季铵 化 反 应
Ｎ＿ 甲基 咪 唑 吡 啶
文献标识码 ： Ａ
２ ｏ世 纪 ９ ｏ年 代 中期 以来 ， 着 绿 色 化 学 概 随 念 的提 出 ， 离子 液 体 也 受 到 全世 界 的 广 泛 关 注 。 离子 液 体 是 熔 点 在 １ ０℃ 以下 的熔 融 盐 ， ０ 一
在 ２ ０ｍＬ四颈 烧瓶 中加 入 １ ０ｍＬ 甲苯 和 ５ ０ ２ ９ｍＬ（ ． ６ｍｏ） 甲基 咪 唑 ， 氛 围 ， 温 至 ０ ３ １Ｎ一 Ｎ 升
３ Ｏ℃ ， 搅 拌 下 滴 入 ２ 在 ８ｍＬ（ ． ６ ｔｏ ） 乙 烷 ０ ３ １溴 ｏ
合成 反应式 如下 ：
Ｈａ Ｃ
／
，
＋ Ｈ （Ｈ ） Ｈ ｒ 芝 Ｃ 。ｃ ２２ ｒ ３ ｃ ） ２ 里 （ Ｈ２ Ｃ Ｒ望 Ｒ
纯 品［ｍｉ Ｂ ， ｅ ｍ］ ｒ收率 ９ （ 量分 数 ） ｏ 质 。Ｈ ＮＭＲ，
收 稿 日期 ： ０ ７—０ ２ ； 改 稿 收 到 日期 ： ０ ７—１ —２ 。 ２０ ３— ３ 修 ２０ ０ ６
［／ ㈣ ］ Ｈ ３ ｃ Ｂ ｒ
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作 者 简介 ： 吉锦 秀（ ９ １一 ， ， 江 人 ， 读 硕 士研 究 生 ， １８ ）女 靖 在 主 要 从 事精 细有 机 合 成 。
功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用共3篇
功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用共3篇功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用1功能化离子液体在二氧化碳捕集、活化及化学转化中的应用近年来，随着全球二氧化碳排放和气候变化问题的日益引起关注，人们对于二氧化碳的捕集、活化和化学转化的研究也越来越重要。
功能化离子液体是一类新型的绿色溶剂，在二氧化碳捕集、活化及化学转化中有着广泛的应用前景。
一、功能化离子液体的概念及特点离子液体是指在常温常压下，不含水的稳定离子化合物，通常是由大的有机阳离子或阴离子与小的无机或有机阴离子或阳离子相互配对形成的。
而功能化离子液体则是指加入了功能化基团的离子液体，因此其具有更加明显的物化性质和更广泛的应用领域。
以二氧化碳的捕集为例，功能化离子液体具有以下特点：1) 较高的二氧化碳溶解度：与传统有机溶剂相比，功能化离子液体具有更高的二氧化碳溶解度，从而提高二氧化碳的吸收效率和溶解速率；2) 可控的气相/液相反应：由于离子液体具有内禀的分子结构和高的热动力学稳定性，这使得它可以作为反应介质，在地球表面压力下促进二氧化碳与其他化合物的反应，进而实现二氧化碳转化；3) 与功能化基团的结构紧密相关：不同的功能化基团会影响离子液体的性质和功能，因此在选择功能化离子液体时需要根据实际需要进行合理的设计和选择。
二、功能化离子液体在二氧化碳捕集中的应用在二氧化碳捕集方面，功能化离子液体具有更高的二氧化碳吸收率和溶解度，这对于CO2捕集和封存技术有着重要的作用。
例如，目前的二氧化碳捕集技术中使用的胺类溶剂虽然能够有效地将二氧化碳吸附到液体中，但其存在氨气的气味和水分蒸发等问题，而离子液体则可以避免这些问题的出现。
此外，功能化离子液体还可以通过嵌段化学结构、表面结构调整等方式，进一步提高二氧化碳的吸收效率和选择性。
三、功能化离子液体在二氧化碳化学转化中的应用除了作为捕集剂以外，功能化离子液体还能够促进二氧化碳的化学转化，例如将二氧化碳转化为燃料或高附加值化学品，或者将二氧化碳与其他化合物反应得到新型化合物。
离子液体处理碳材料-概述说明以及解释
离子液体处理碳材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述离子液体作为一种具有特殊结构和性质的新型溶剂，在碳材料处理中展现出了巨大的潜力。
它们是一类由离子构成的液态物质，由于其独特的离子键，离子液体具有较低的蒸汽压和良好的热稳定性，以及可调控的物化性质。
这使得离子液体在碳材料处理领域具有广泛的应用前景。
离子液体的溶解能力很强，能够溶解多种碳材料，例如石墨烯、碳纳米管、炭黑等。
通过调节离子液体的配比和溶解温度等条件，可以实现对碳材料的表面结构和性质的调控，从而改变其电化学、力学和热学性能。
除了作为溶剂，离子液体还可以作为模板或反应介质来合成碳材料。
通过调控离子液体的结构和反应条件，可以合成出具有特殊结构和功能的碳材料，例如多孔碳材料、氮掺杂碳材料等。
这些具有特殊结构的碳材料在储能、催化和传感等领域具有广泛的应用前景。
另外，离子液体还可以作为碳材料的表面修饰剂。
通过将离子液体吸附在碳材料表面，可以改善其界面性能，提高其在电池、超级电容器和传感器等领域的应用性能。
总之，离子液体作为一种具有特殊结构和性质的溶剂，在碳材料处理中具有诸多优势和应用前景。
通过合理调控离子液体的结构和反应条件，可以实现对碳材料的表面结构和性能的调控，从而拓展碳材料在能源、环境和材料科学等领域的应用。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织结构和内容安排方式。
一个良好的文章结构可以使读者更好地理解文章内容，同时也体现了作者的逻辑思维和表达能力。
本文主要介绍了离子液体在碳材料处理中的应用。
本文的结构分为以下几个部分：首先，引言部分将对离子液体处理碳材料的研究背景和意义进行概述。
本部分将介绍离子液体的基本概念和特性，以及碳材料在各个领域中的广泛应用。
通过引言部分，读者可以对离子液体处理碳材料的研究领域有一个整体的认识。
接下来，正文部分将详细介绍离子液体在碳材料处理中的应用。
首先，介绍离子液体的基本特性，包括其独特的离子结构、物理性质和化学性质。
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Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ Ｃ０２ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｐｐａｒａｔｕｓ
ｇａｓ
该水峰掩盖了Ｎ—Ｈ伸缩振动峰，而在１５７５ 能团。
ｃｍ－１
处有一个Ｎ—Ｈ弯曲振动峰，表明存在一ＮＨ。官
１一Ｃ０２
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ｇａｓ
ｃｙｌｉｎｄｅｒ；３，４－－ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｍｅｔｅｒ；１１－－ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ
（ｉｏｎｉｃ
ｌｉｑｕｉｄｓ，ＩＬｓ）是一种完全由离子组成，在
室温或者接近室温下呈液体状态的低温熔融盐，是 一类新型的绿色溶剂。与易挥发的有机溶剂相比， 离子液体有许多优良特性，如没有可测量的蒸气 压，熔点低，热稳定性好，溶解能力强，结构可 调，不易燃烧等。一系列研究表明，ＣＯ。在功能 型离子液体中的溶解度较大。Ｂａｔｅ等［４］通过将烷 基胺引入阳离子基团与咪唑类离子液体反应合成了 新型的含有胺基官能团的功能化离子液体ＥＮＨ：Ｐ— ｂｉｍ］ＢＦ。。实验结果表明经过官能团化的功能型离 子液体吸收固定二氧化碳的能力较不含胺基官能团 的离子液体有了较大的提高。Ｃａｄｅｎａ等口‘７］认为可 以将碱性基团如“胺基”等连接到离子液体的阴／ 阳离子上，既保持离子液体固有特性，又可增加 ＣＯ。吸收能力。Ｍａｇｉｎｎ［８］在美国能源部就离子液 体吸收ＣＯ。的报告中指出含有胺基基团的功能型 离子液体将在ＣＯ。吸收能力上有较大突破。Ｓｕｎ 等凹１认为含有羟基官能团离子液体能加速ＣＯ。转 化成环状碳酸酯。从以上研究趋势可以看出，将碱 性基团如伯胺（ｐｒｉｍａｒｙ ａｍｉｎｅ）和仲胺（ｓｅｃｏｎｄａ—
ＣＯｚ吸收实验装置 离子液体吸收ＣＯ。实验装置如图１所示。实
验步骤为：准确称取一定量离子液体样品放人Ｕ 形管中，打开阀门４、６、９，关闭７、８，待１０的 读数稳定后，关闭阀门９并打开阀门７、８，保持１ ｍｉｎ后，关闭阀ｆ－ｊ ６，此时由质量微天平（ＢＴ
３２３Ｓ
３２０，精度－ｔ－０．００１ ｇ电子天平）得到Ｕ形管
Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；２ Ｈｕｂｅｉ Ｈａｎｘｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｏｇａｎ ４３２０００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｉｏｎｉｃ
ｌｉｑｕｉｄｓ（［ｂｍｉｍ］ＢＦ４，［ｅｍｉｍ］ＢＦ４）ａｎｄ
ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
Ｓｏｎｇ，ｈｓｓｈ３０＠１６３．ｃｏｒｎ
ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
基金项目：国家自然科学基金项目（５０９７６０４３）；浙江大学能 源清洁利用国家重点实验室开放基金项目（ＺＪＵＣＥＵ２００９０１９）。
Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（５０９７６０４３）ａｎｄ ｔｈｅ ｏｆ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
第６３卷第１期
２０１２年１月
化工学报
ＣＩＥＳＣ
Ｖ０１．６３
Ｎｏ．１
２０１２
Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｊａｎｕａｒｙ
功能型离子液体的合成表征及Ｃ０２吸收性能
刘维伟１，胡 松１，陈 文２，向 军１，孙路石１，苏 胜１
（１华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉４３００７４；２湖北汉新发电有限公司，湖北孝感４３２０００）
ｏｎ
ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＣＯｓ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｗｅｎ２，ＸＩＡＮＧ
ＬＩＵ
Ｗｅｉｗｅｉｌ，ＨＵ
Ｓｏｎ９１。ＣＨＥＮ
Ｊｕｎｌ。ＳＵＮ Ｌｕｓｈｉｌ，ＳＵ Ｓｈｅｎ９１
（１ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，
ｗａｔｅｒ ｂａｔｈ ｃａｕｌｄｒｏｎ
质量Ｗ。；之后打开阀门３、５、９，关闭阀门７、８， 待１０读数稳定后，关闭阀门９，打开阀门７、８， 使ＣＯ。通入Ｕ形管中，待离子液体刚开始吸收 ＣＯ。时，每隔１ ｍｉｎ取下Ｕ形管称量记录此时质
万方数据
第１期
刘维伟等：功能型离子液体的合成表征及ＣＯ。吸收性能
・】４】・
构为咪唑类离子液体，由于咪唑类离子液体本身含 有一ＣＨ。，且在３５６５ ｃｍ＿１和３３９７ ｃｍ．１处存在杂 质的峰，因此无法确认该产物结构是否存在乙基基 团一ＣＨ：ＣＨ。，但可以推断该产物为咪唑环类 结构。 图２（ｃ）为离子液体［ＮＨ。Ｐ—ｍｉｍ－］Ｂｒ的红外 谱图，除咪唑环类结构外，由于此离子液体的亲水 性较强，因此在３４１１ ｃｍ－１处有一个较强的水峰，
ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｍｉｎｏ ｇｒｏｕｐ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｘｙ
ｇｒｏｕｐ（［ＮＨ２Ｐ—ｍｉｍ］Ｂｒ，ＥＮＨｚ—ｅ－ｍｉｍ］ＢＦ４，［ＯＨ—ｅ＿
ｔｏ
ｍｉｍ］Ｂｒ）ｗｅｒｅ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ．ＩＲ，１ Ｈ ＮＭＲ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ
ａｄｅｔｅｒｍｉｎｅ 来自ｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ｒｙ
ｍ０１）、２一溴乙醇（０．２７ ｍ０１）放在２５０ ｍｌ的
烧瓶里搅拌２４ ｈ后混合液明显变黏稠，４０ ｈ后得 到更加黏稠的淡黄色液体，冷却后得到淡黄色 固体。
１．３
ａｍｉｎｅ）或醇类物质与咪唑类离子液体相结合，
具有较高的ＣＯ。选择性，与ＣＯｚ反应能产生高稳 定性盐。 本文合成两种传统型离子液体Ｅｂｍｉｍ］ＢＦ。 和Ｅｅｍｉｍ］ＢＦｔ及含有胺基和羟基的功能型离子液 体ＥＮＨ２Ｐ—ｍｉｍ］Ｂｒ、［ＮＨ２一ｅ—ｍｉｍ］ＢＦ４、ＥＯＨ—ｅ— ｍｉｍ］Ｂｒ，对合成的离子液体进行ＩＲ和１Ｈ ＮＭＲ 表征。常温常压条件下，对所合成的离子液体开展 了ＣＯ。吸收性能实验，研究其吸收ＣＯ。的性能。 最终探讨了温度、ＣＯｚ分压等因素对功能型离子 液体吸收Ｃ０。的影响，为日后工业应用功能型离 子液体吸收ＣＯ。奠定基础。
影响。
关键词：功能型离子液体；二氧化碳；吸收
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４３８—１１５７．２０１２．０１．０２０ 中图分类号：０
６２
文献标志码：Ａ
文章编号：０４３８—１１５７（２０１２）０１—０１３９—０７
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｆ ｔｈｅ
ｇｒｏｕｐ（Ｅ ＮＨ２ Ｐ—ｍｉｍ］Ｂｒ， １—２
［ＮＨ２一ｅ—ｍｉｍ］ＢＦ４）ａｎｄ
ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｇｒｏｕｐ
（［ＯＨ—ｅ—ｍｉｍ］Ｂｒ）ｗｅｒｅ ３—９
ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｉｏｎｉｃ
ｔｉｍｅｓ ａｎｄ
ｔｉｍｅｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，
摘要：合成了两种传统型离子液体Ｅｂｍｉｍ］ＢＦｔ和［ｅｍｉｍ］ＢＦ。及含有胺基和羟基的功能型离子液体［ＮＨ。ｐ－ ｍｉｍ］Ｂｒ、［ＮＨｚ—ｅ．ｍｉｍ］ＢＦ４、［ＯＨ－ｅ－ｍｉｍ］Ｂｒ，并对合成的离子液体进行ＩＲ和１
Ｈ
ＮＭＲ表征。常温常压条件
下，对所合成的离子液体开展ＣＯｚ吸收性能实验，发现胺基改性离子液体ＥＮＨ。Ｐ－ｍｉｍ］Ｂｒ、［ＮＨｚ—ｅ－ｍｉｍ］ＢＦ。 和羟基改性离子液体ＥＯＨ—ｅ－ｍｉｍ］Ｂｒ的ＣＯ。饱和吸收量分别是常规离子液体的３～９倍和１～２倍，且含有乙基 官能团的离子液体吸收平衡时间普遍较短。最终探讨了温度、ＣＯｚ分压等对功能型离子液体吸收ＣＯｚ过程的
ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｏｎｉｃ
２０１Ｉ一０４—２９收到初稿，２０１１一０８—２０收到修改稿。 联系人：胡松。第一作者：刘维伟（１９８８一），男，硕士研
究生。
Ｒｅｅｅｉｖｅｄ ｄａｔｅ：２０１１—０４—２９． Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＨＵ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｔｅｍ：ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ
ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｉｏｎｉｃ
ａＵ
ｌｉｑｕｉｄｓ．Ｃ０２ ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ ｂａｌａｎｃｅ
ｔｏ
ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｂｅｎｃｈ－ｓｃａｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ０２ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｃ０２ ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ｔｉｍｅ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ
ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ Ｃ０２ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｗｉｔｈ ａｍｉｎｏ
Ｏｐｅｎ－ｅｎｄ（Ｍｕｔｕａｌ）Ｆｕｎｄ
Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ
Ｚｈｅｊｉａｎｇ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＺＪＵＣＥＵ２００９０１９）．
万方数据
・１４０・
化工学报
第６３卷
引
言
ＣＯ。等温室气体引起的气候变暖引起全球的
１
实验部分
Ｎ一甲基咪唑，湖北，９８％；Ｎ．溴丁烷、Ｎ－溴
１．１试剂 乙烷、四氟硼酸钠、二氯甲烷、硝酸银、乙醚、正 丙醇胺、氢氧化钠、四氟硼酸钠、２一溴乙醇、正乙 醇胺、无水乙醇、氢溴酸、丙酮均为上海国药公司 生产，其中无水乙醇、氢溴酸、丙酮为ＡＲ，其余 均为ＣＰ；四氢呋喃，天津四库，ＡＲ；ＥＣｌ—ＯＨ—Ｐ— ｍｉｍ］ＣＯＯＨ（１一（３一氯一２一羟基一丙基）一３一甲基咪唑乙 酸盐）、 ［ｎ１＿Ｃ００Ｈ—ｍｉｍ］ＢＦ４、 ［ＮＨ２ Ｐ—ｂｉｍ］ＢＦ４， 兰州物理化学研究所，纯度均为９５％以上；ＣＯ。， 湖北，食品级。 １．２离子液体合成 Ｅｂｍｉｍ］ＢＦ。与Ｅｅｍｉｍ］ＢＦ。的合成方法参照文 献Ｆ１０３；ＥＮＨ。Ｐ—ｍｉｍ］Ｂｒ（１一（１一氨基丙基）一３一甲基 咪唑溴盐）的合成方法参照文献Ｅ１１］。ＥＮＨｚ－ｅ— ｍｉｍ］ＢＦ。（１一（１一氨基乙基）－３－甲基咪唑四氟硼酸盐） 的合成方法与［ＮＨ：Ｐ－ｍｉｍ］Ｂｒ的合成类似，具体 反应步骤：第一步为正乙醇胺与氢溴酸盐在加热搅 拌条件下反应生成３一溴乙胺氢溴酸盐；第二步用 上一步反应产物３一溴乙胺氢溴酸盐与Ｎ一甲基咪唑 反应得到１一氨基一乙基一３甲基咪唑溴盐；第三步用 ＮａＢＦ４替换３一溴乙胺氢溴酸盐中的Ｂｒ一得到最终 产物ＥＮＨ２一ｅ—ｍｉｍ］ＢＦ４。ＥＯＨ—ｅ—ｍｉｍ］Ｂｒ（１－（２一羟 基乙基）一３一甲基咪唑四氟硼酸盐）的合成方法是用 Ｎ一甲基咪唑与２一溴乙醇直接反应生成离子液体 ＥＯＨ—ｅ－ｍｉｍ］Ｂｒ，具体过程：称取Ｎ一甲基咪唑