室溫離子液體熱分析及催化酯化反應(yīng)研究.pdf

1、中文摘要摘要近年來，作為一類環(huán)境友好的新型化合物，室溫離子液體(RTILs)被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)、有機(jī)合成、催化、分離與分析等研究領(lǐng)域。目前，新型室溫離子液體化合物的合成、新領(lǐng)域中室溫離子液體的應(yīng)用、室溫離子液體的組成、結(jié)構(gòu)與其物理、化學(xué)性能的關(guān)聯(lián)與表征等方面的研究，是目前相關(guān)研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)。本文合成了系列1一烷基一3一甲基咪哇給鹽室溫離子液體，利用TGAFTIR技術(shù)研究了其熱性能，并考察了酸性室溫離子液體對乙酸和正丁醇、乙酸和乙醇的酷

2、化反應(yīng)的催化性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在不同的氣氛下，在RTILs的沸點(diǎn)溫度附近，離子液體存在一定的蒸汽壓，隨著溫度的升高，RTILs主要以氣態(tài)蒸汽的形式揮發(fā)。在受熱過程中，RTILs可能發(fā)生炭化作用，在氧化性氣氛中，RTILs尚可能發(fā)生氧化作用。在相同的升溫速率下，RTILs的炭化速率與氧化速率基本接近。RTILs汽化過程中，RTILs未發(fā)生明顯的分解現(xiàn)象。隨著溫度的升高，空氣氛中，RTILs發(fā)生氧化及炭化作用后的殘余物會(huì)進(jìn)一步被深度氧化。

3、對[CnMIm]Br.[CnMIm]BF4和[CnMIm]PF‘三個(gè)系列的RTILs的熱性能進(jìn)行T研究，結(jié)果表明，在受熱過程中，隨著咪畔環(huán)上1位取代基的不同，[CnMIm]Br系列RTILs發(fā)生氧化及炭化現(xiàn)象的程度有較大的不同，而對于〔CnMIm]BF4.[CIVIIm]PF6系列RTILs發(fā)生氧化及炭化現(xiàn)象的程度差別不大隨咪哇環(huán)上1位取代基碳原子數(shù)的增加，[CnMIm]B:系列RTILs穩(wěn)定性增加，氧化及深度氧化現(xiàn)象越不明顯，但[Cn

4、MIm]BF系列RTILs呈現(xiàn)相反的規(guī)律汽化后殘余物的量大小順序?yàn)?[CnmIm]PF6[CnMIm]BF4[CnMIm]Br，可知[CnMIm]PF6系列RTILs發(fā)生炭化和氧化的程度最高。[BMIm]HSO4較[BMIm]HZPO4RTILS熱穩(wěn)定性更好，發(fā)生深度氧化和炭化的程度更輕。在受熱情況下，[BMIm]HZPO4是不穩(wěn)定的。在受熱過程中，[BMIm]HZPO可能發(fā)生氧化、分解、炭化等作用，而氧化、炭化產(chǎn)物在較高的溫度下又可能

5、發(fā)生深度氧化。室溫離子液體酸催化劑對乙酸和正丁醇、乙酸和乙醇的醋化反應(yīng)具有良好的催化活性，在相同反應(yīng)條件下其催化活性和濃硫酸催化劑相當(dāng)，因而具有取代傳統(tǒng)液體酸催化劑的潛力。但室溫離子液體酸催化劑受反應(yīng)溫度的影響比濃硫酸催化劑大，使用室溫離子液體酸催化劑時(shí)應(yīng)選擇較高的反應(yīng)溫度為好。此外，室溫離子液體酸催化劑具有良好英文摘要AbstractInrecentyearsroomtemperatureionicliquidsarewidelyut

6、ilizedinmanyresearchfieldssuchaselectrochemistryorganicsynthesiscatalysisseparationandanalysisasanenvironmentbenigncompound.AtpresentresearchworkaboutRTILsarefocusedonthesynthesisofnewtypeofroomtemperatureionicliquidsthe

7、applicationofRTILsinsomenewfieldtherelationshipbetweenthecompositionstructureanditsphysicalchemicalpropertiesandthecharacterizationofRTILs.InthispaperaseriesIalkyl3methyimidazoliumionicliquidwassynthesizedandtheirTGAFTIR

8、andcatalyticpropertiesintheesterificationofaceticacidwithethanolnbutanolwereinvestigatedUnderdiferentatmospherevaporpressureofRTILswasnotnegligibleneartheirboilingpointtemperatureandthemajorityoftheRTILssampleswereevapor

9、edwiththeincreasingofambienttemperatures.CarbonizationmayoccurwhenRTILswereheatedandRTILsmaybeoxidizedinoxygenicatmosphere.Therateofoxidationandtherateofcarbonizationweresimilaratthesameheatingrate.Intheprocessofvaporiza

10、tiondecompositionofRTILswasnotobserved.AthighertemperaturetheoxidationandcarbonizationRTILsremainderweredeeplyoxidizedunderairatmosphere.Thethermalpropertiesof[CMIm]Br[CMhn]BF4and[CMIm]PF6ionicliquidswereinvestigated.Asf

11、or[CMIm]BrRTILstheoxidationandcarbonizationphenomenachangedwiththelengthofsubstitutedalkylgroupoftheimidazoliumionsbutthisdiferenceisquitinconspicuousfor[CMIm]BF4and[CMlm]PF6RTILs.Withtheincreasingofthealkylsubstitutionc

12、arbonnumbersthethermalstabilityof[CMIm]BrRTILswasincreasedbuttheoxidationanddeepoxidationwasdecreased.For[CMIm]BF4ithadtheoppositethermalpropertiesasitcomparedwith[CMIm]BrRTILs.Aftervaporizationthequantityoftheremaindero

13、fthesethreeseriesRTILswasinkeepingwiththesequenceas[CMIm]PF6[CMIM]BF4[CMIm]Brsotheoxidationandcarbonizationof[CMIM]PF6ionicliquidsisthehighestinthisthreeseriesRTILs.IntheprocessofTGA[BMIm]HSO4hadhigherthermalstabilityand

14、theoxidationandcarbonizationwasslighterthanthatof[BMIm]HZPO4[BMIm]H2P04wasnotstableandtheoxidationdecompositionandcarbonizationmayoccurredandtheoxidationandcarbonizationproductsmaybedeeplyoxidizedathighertemperature.Thea