功能性離子液體催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)行為【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　功能性離子液體催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)行為</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 化學(xué)

2、工程與工藝 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　功能性離子液體催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)行為&l

3、t;/p><p>　　【摘要】以綠色化學(xué)來實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的重要方向之一，而離子液體作為一種環(huán)境友好的綠色反應(yīng)介質(zhì)和新型的催化材料，引起了全世界科學(xué)家和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。離子液體作為一種新型的綠色溶劑，具有許多獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于有機合成、電化學(xué)及分析化學(xué)領(lǐng)域等。近幾年來開展了大量將離子液體作為催化劑/溶劑用于異構(gòu)化、烷基化等有機合成反應(yīng)的研究。</p><p

4、>　　本論文以1，3-丙烷磺內(nèi)酯，吡啶，三乙胺，濃硫酸等為原料合成結(jié)構(gòu)不同的幾種SO3H-型功能化離子液體，并采用氣相色譜儀、紫外等手段對離子液體的結(jié)構(gòu)等進行表征。結(jié)果表明，離子液體的結(jié)構(gòu)與設(shè)計一致。</p><p>　　在諸多烷烴利用方案中，正己烷異構(gòu)反應(yīng)及其工藝過程越來越受到重視。離子液體作為一種高效穩(wěn)定的催化劑在正己烷異構(gòu)反應(yīng)中起到了關(guān)鍵的作用。由一個化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠洚悩?gòu)體的反應(yīng)叫做異構(gòu)化反應(yīng)。<

5、/p><p>　　【關(guān)鍵詞】 功能性離子液體；正己烷；異構(gòu)化反應(yīng)</p><p>　　Reaction Behavior of N-hexane Isomerization Catalyzed by Functional Ionic Liquid</p><p>　　[Abstract] Green chemistry is one of the important d

6、irections of chemical development in the 21st century to achieve economic and social sustainable development, and ionic liquid as an environmentally friendly green reaction medium and a new catalytic material has been p

7、aid close attention to the fields of science and industry. As a new type of green solvents,lonic liquid has many unique physical and chemical properties, which has been widely used in organic synthesis, electrochemistry

8、and anal</p><p>　　In many programs using butene, the process of hexane and its isomerization has been paid more and more attention to. As an efficient and stable catalyst, Ionic liquid has played an importan

9、t role in hexane oligomerization. Isomerization refers to a reaction of a compound converting to its isomer.</p><p>　　[Key words] ionic liquid; hexane; isomerization </p><p><b>　　目 錄</b

10、></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1 烷烴異構(gòu)化反應(yīng)的傳統(tǒng)催化劑2</p><p>　　1.2 離子液體的發(fā)展3</p><p>　　1.3 離子液體的種類3</p

11、><p>　　1.4 離子液體的制備4</p><p>　　1.5 離子液體的應(yīng)用5</p><p>　　1.6 離子液體催化烷基異構(gòu)化的應(yīng)用6</p><p>　　1.7 本課題的研究目的6</p><p>　　1.8 本文的任務(wù)7</p><p>　　第2章 實驗部分8</p&

12、gt;<p>　　2.1實驗儀器及化學(xué)藥品8</p><p>　　2.2離子液體前驅(qū)體的制備9</p><p>　　2.3離子液體的制備11</p><p>　　2.4離子液體異構(gòu)化正己烷的反應(yīng)13</p><p>　　第3章 實驗結(jié)果分析14</p><p>　　3.1異構(gòu)化產(chǎn)物的分析14&

13、lt;/p><p>　　3.2離子液體的定性分析16</p><p><b>　　小結(jié)20</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　前言</b

14、></p><p>　　異構(gòu)化催化劑發(fā)展至今已有多種，如濃硫酸、氫氟酸、雜多酸、分子篩和離子液體等超強酸類催化劑。 用無機酸催化烷基化反應(yīng)已有較好的技術(shù)并被工業(yè)化, 但存在著許多技術(shù)問題，其致命的缺點是存在著嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染等問題。</p><p>　　20世紀(jì)90年代后期興起的綠色化學(xué)是從源頭清除污染的一項措施, 它為人類解決化學(xué)工業(yè)對環(huán)境的污染提供了有效的途徑。跟上述這些

15、無機酸催化劑存在的致命弱點相比，新型離子液體催化劑格外適應(yīng)于目前所提倡的綠色環(huán)保的生產(chǎn)要求, 能成為多種有機反應(yīng)的催化劑。</p><p>　　高效、穩(wěn)定的催化劑在正己烷異構(gòu)化反應(yīng)過程中起到了關(guān)鍵的作用。因此，催化劑的開發(fā)和優(yōu)化一直是正己烷異構(gòu)化反應(yīng)研究的核心內(nèi)容。近年來，功能化離子液體已經(jīng)成為研究中的熱點。當(dāng)離子液體的陽離子引入一種烷基磺酸基團時，離子液體就成為酸性離子液體。酸性離子液體同時擁有液體酸的高密度反

16、應(yīng)活性和固體酸的不揮發(fā)性，加之其結(jié)構(gòu)和酸性的可調(diào)變性，具有取代傳統(tǒng)工業(yè)酸催化材料的潛力。</p><p>　　而近年來，綠色化學(xué)與環(huán)境友好化學(xué)逐漸成為人們關(guān)心的熱點，它要求從源頭上防止和控制污染的產(chǎn)生。綠色化學(xué)的核心問題是研究新反應(yīng)體系，尋找新的化學(xué)原料，探索新反應(yīng)條件等。室溫離子液體作為一種相對環(huán)境友好的溶劑和催化劑在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮了獨特的作用。</p><p>　　本論文的目的在于以吡

17、啶、對甲苯磺酸、濃硫酸、環(huán)己烷、甲醇、乙醚等原料合成幾種SO3H—型功能化離子液體。然后用此類離子液體催化正己烷異構(gòu)化反應(yīng)，觀察其反應(yīng)效果，為將來進一步研究作準(zhǔn)備。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 烷烴異構(gòu)化反應(yīng)的傳統(tǒng)催化劑</p><p>　　（1）復(fù)合離子液體　 </p><

18、;p>　　在有氮氣保護的情況下,將鹽酸三乙基銨溶于正庚烷中,并加入無水三氯化鋁,使之均勻混合后，生成常規(guī)的氯鋁酸離子液體,在合成的過程同時中加入一定量的銅鹽,從而制備出具有鋁和銅雙重陰離子配位中心的復(fù)合型離子液體。與經(jīng)過改性的氯鋁酸離子液體相同, 復(fù)合離子液體的陽離子組成主要是以Et3NH +的形式存在, 同時兩者的催化烷基化的選擇性也比較相似,這也恰好證明了復(fù)合型離子液體催化劑的主要活性中心不在于陽離子, 而是在于陰離子。對于陰

19、離子而言,復(fù)合離子液體相比于常規(guī)氯鋁酸離子液體要復(fù)雜得多,其與改性的氯鋁酸離子液體類似,但陰離子的含量不同。</p><p>　?。?）氯鋁酸離子液體化劑</p><p>　　離子液體的陰、陽離子分別由無水AlCl3 和Et3NHCl提供,在潔凈三口燒瓶中將Et3NHCl溶于足量的庚烷中并攪拌,在攪拌過程中分批快速加入所需比例AlCl3 ,并在室溫下攪拌30min。其后將溫度升為80 ℃,

20、在此溫度下連續(xù)攪拌3. 0 h～4. 0 h,形成離子液體。冷卻后,將液體移至分液漏斗中分離,上層為保護溶劑庚烷;下層為離子液體,顯淺棕色。離子液體極易與水反應(yīng)生成白色煙霧,收集后需在干燥器內(nèi)保存。改變AlCl3 和Et3NHCl的配比可以合成具有不同陰離子結(jié)構(gòu)的離子液體。隨著無水AlCl3 量的增加,不僅有AlCl4- 陰離子形成,也會進一步生成Al2Cl7- 、Al3Cl10-等新的陰離子,使離子液體顯示不同的酸性。</p&g

21、t;<p><b>　?。?）分子篩</b></p><p>　　分子篩是一類具有分子大小孔徑的硅鋁酸鹽體系，在烷烴異構(gòu)化反應(yīng)中以質(zhì)子酸形式發(fā)生作用，其典型特點之一是他獨特的孔道結(jié)構(gòu)，沸石分子篩催化劑活性高，具有擇形催化作用，并且催化劑無腐蝕、無污染、抗毒化能力強。因此該系列催化劑一經(jīng)出現(xiàn)立即引起了研究者們的關(guān)注。張宏宇采用固定床反應(yīng)器，研究了NaY和β分子篩在離子交換前后，對

22、烷烴異構(gòu)化反應(yīng)的影響。實驗結(jié)果表明，NaY和β分子篩只有在200℃以上才顯示活性，而NaY分子篩經(jīng)過HCL和NH4NO3溶液離子交換后，在80℃就顯現(xiàn)出較高的活性。</p><p>　?。?）負載硫酸鹽催化劑</p><p>　　熱穩(wěn)定性良好的負載硫酸鹽是一種用途較廣泛的的固體酸，許多金屬硫酸鹽經(jīng)焙燒后可產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的中等強度的酸中心。特別是負載型Ni基催化劑，異構(gòu)化反應(yīng)活性和異構(gòu)化產(chǎn)物的

23、選擇性均較高，產(chǎn)物支鏈度較低。近期，蘇德香等以混合C4 為原料，采用固定床板反應(yīng)器，該負載金屬硫酸鹽催化劑在混合烷烴異構(gòu)化反應(yīng)中顯示出良好的催化性能。</p><p>　?。?）離子交換樹脂催化劑</p><p>　　在常壓氣液相反系統(tǒng)中，強酸性陽離子交換樹脂催化劑表現(xiàn)出較高的烷烴異構(gòu)化活性。Yoon等采用固定床反應(yīng)器，研究了異丁烯在陽離子交換樹脂催化下的液相異構(gòu)化反應(yīng)。實驗結(jié)果表明，低空

24、速、低濃度的烷烴和高酸量的催化劑有利于三聚體的生成。</p><p>　　綜合上述可知，烷烴異構(gòu)化的方法眾多，而且都有了很大的進步和發(fā)展。烷烴異構(gòu)化反應(yīng)是一個典型的酸催化反應(yīng)，為使工藝更加完善，需要建立催化劑的酸性性質(zhì)與目標(biāo)產(chǎn)物選擇性的對應(yīng)關(guān)系，延長催化劑的使用壽命，尋求簡便的再生方法。</p><p>　　而功能性離子液體作為一種新型的反應(yīng)介質(zhì)，將其利用到烷烴異構(gòu)化反應(yīng)中，不但能夠?qū)﹄x子

25、液體催化烷烴異構(gòu)化工藝有所突破，而且對離子液體體系中化學(xué)反應(yīng)特性和異構(gòu)化過程有更加深入地理解。</p><p>　　離子液體作為一種相對環(huán)境友好的溶劑和催化劑，具有許多獨特的性質(zhì)。近幾年來，離子液體作為一種綠色溶劑和催化劑的載體在催化和有機反應(yīng)過程中發(fā)揮了獨特的作用。而功能性離子液體的研究更成為新的熱點，</p><p>　　1.2 離子液體的發(fā)展</p><p>

26、　　離子液體是由有機陽離子和無機陰離子構(gòu)成的、在室溫下以液體存在的一種鹽。離子液體的陰陽離子在數(shù)目上相等，所以呈電中性，又被稱為室溫離子液體、有機離子液體、室溫熔融鹽。</p><p>　　最早關(guān)于離子液體的研究可以追溯到1914年，Walden發(fā)現(xiàn)了第一個在室溫下呈液態(tài)的有機鹽——硝基乙胺，其熔點只有12℃。但是因為在空氣中很不穩(wěn)定，而且它容易發(fā)生爆炸，所以人們在隨后的開發(fā)和應(yīng)用中遇到了困難，使之不了了之。&l

27、t;/p><p>　　20實際40年代末，美國的Hurley和Wier等人在研究室溫條件下電解Al2O3的方法時，N-乙基吡啶和Alcl3這兩種固體混合物自發(fā)地反應(yīng)，生成了澄清透明的液體，這就是離子液體。他們利用這種離子液體進行了金屬的電沉積等反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其作用電鍍鋁的電解液具有特殊的特點。</p><p>　　直至1992年，Wilkes領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合成了一系列由咪唑陽離子與陰離子構(gòu)成的

28、，在水或者空氣中都比較穩(wěn)定的離子液體。后來，關(guān)于離子液體的報道逐漸增加，科學(xué)家對于其的各種性質(zhì)也進一步了解，這大大促進了離子液體在個領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。</p><p>　　從21世紀(jì)開始，離子液體的研究開始從對水和空氣穩(wěn)定系向功能化發(fā)展。也就是根據(jù)離子液體性質(zhì)可調(diào)性的特點，從特定的需求出發(fā)，設(shè)計合成具有特定性質(zhì)和功能的離子液體。離子液體的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，從合成化學(xué)、催化反應(yīng)發(fā)展到過程工程、產(chǎn)品工程、功能材料、以

29、及生命科學(xué)等眾多領(lǐng)域。</p><p>　　至此，離子液體在經(jīng)歷了90年代以前的三氯化鋁體系、90年代至2000年的耐水體系后，正在向功能化體系和工業(yè)化體系邁進。離子液體的制備和應(yīng)用都進入了迅速發(fā)展的道路。</p><p>　　1.3 離子液體的種類</p><p>　　離子液體是由陰陽離子構(gòu)成的離子流體或低溫熔鹽，陰陽離子之間的眾多組合方式?jīng)Q定了離子液體的品種和數(shù)

30、目非常繁多。但是到目前為止，人們認(rèn)識的室溫離子液體仍然為少數(shù)。（1）常規(guī)離子液體</p><p>　　離子液體的種類比較多，當(dāng)前研究的離子液體按陽離子分類主要有四類：N-烷基吡啶離子；烷基季銨離子；烷基取代的咪唑；離子烷基季磷離子。</p><p>　　按陰離子的不同可分為：①含有Alcl3的鹵化鹽，其陽離子任為上述四種。這類離子液體的缺點是：對水極其敏感，對其的處理和應(yīng)用都應(yīng)該在真空或者

31、惰性氣體中進行。②另外一類被成為新型離子液體，這類離子液體不同于Alcl3離子液體。其對水和空氣多比較穩(wěn)定，應(yīng)用方便，因此近幾年得到了快速的發(fā)展。陰離子多為：BF4-和BF6-。</p><p>　　（2）功能化離子液體</p><p>　　功能化離子液體是指在陰陽離子中引入一個或多個官能團、離子液體陰陽離子本身具有特定結(jié)構(gòu)，而使離子液體具有某種特殊功能和特性。功能化離子液體最早的出現(xiàn)是源

32、于一種引入官能團仍在室溫下呈液體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的離子型抗菌藥物。（如圖1.1）</p><p>　　圖1.1室溫下呈液體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的離子型抗菌藥</p><p>　　近幾年，功能性離子液體已經(jīng)得到迅速的發(fā)展，有很多關(guān)于功能性離子液體的研究報道，也有多篇綜述對相關(guān)工作進行了總結(jié)，深刻剖析了離子液體的合成、特征及其在各個領(lǐng)域中的實際應(yīng)用價值。人們已經(jīng)成功在烷基側(cè)鏈部分有效引入醚基、羥基、酯基、磺酸

33、基及具有手性中心、配體性質(zhì)的離子液體，并廣泛的應(yīng)用于金屬離子、有機物等的分離，氣體的吸收、功能化材料等多個方面。</p><p>　　1.4離子液體的制備</p><p><b>　?。?）傳統(tǒng)合成方法</b></p><p>　　傳統(tǒng)的合成方法有一步合成法和兩步合成法。</p><p>　　一步合成法：通過酸堿中和反應(yīng)

34、和季銨化反應(yīng)直接合成離子液體，操作簡便又經(jīng)濟，沒有副產(chǎn)物，產(chǎn)品更容易達到提純的效果。</p><p>　　兩步合成法（如圖1.2）：先經(jīng)過季銨化反應(yīng)合成出含目標(biāo)離子的鹵鹽，再用目標(biāo)陰離子置換鹵離子或加入Lewis酸與之反應(yīng)來得到目標(biāo)離子液體。</p><p>　　圖1.2 兩步合成法示意圖</p><p>　?。?） 功能化離子液體的制備</p>&l

35、t;p>　　因為合成過程比較成熟，常用的烷基化效果較好，并且可以引入官能團種類比較多，所以大多數(shù)功能化離子液體都是利用陽離子烷基側(cè)鏈的功能化來獲得的。其引入的官能團包括：羥基、醚基、羧酸基、磺酸基、酯基等多種官能團。原料有：烷基咪唑或者含有鏈端鹵素的醇、咪、酸、酯和酰胺等。烷基化合成反應(yīng)（如圖1.3）：</p><p>　　圖1.3烷基化合成反應(yīng)</p><p>　?。?）室溫離子液

36、體的特點</p><p>　　室溫離子具有傳統(tǒng)溶劑所沒有的優(yōu)點，它被稱為一種新型的溶劑，被人們廣泛地研究和應(yīng)用。離子液體的熱穩(wěn)定性、熔點、粘度、酸性以及溶解性等物理性質(zhì)會隨著離子液體中陰陽離子的改變而在一定范圍內(nèi)相應(yīng)的變化。</p><p>　　離子液體具有良好的導(dǎo)電性，可以作為許多物質(zhì)電化學(xué)研究的電解液，實現(xiàn)了室溫條件下的電解。</p><p>　　室溫離子液體沒

37、有顯著的蒸汽壓，雖然在離子液體中，陰陽離子間的庫倫力較弱，但和一般分子溶劑分子之間的作用力相比，它顯然要大的多，因此，即使在較高的溫度下，它們也不易揮發(fā)，除非在減壓高溫的狀態(tài)下，才能對離子液體進行蒸餾。</p><p>　　室溫離子液體具有較好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及合適的粘度，可以用作高效液相色譜固定相。</p><p>　　室溫離子液體具有較強的溶解性：離子液體的極性非常強，能夠溶解許

38、多有機、無機、金屬化合物和高分子材料，并獲得較高的濃度。一些在分子溶劑中不穩(wěn)定的化合物在離子液體中就可以儲存較長的時間。</p><p>　　（4）作為酸性催化材料的特殊優(yōu)點</p><p>　?。?）酸性可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。一些酸性離子液體（如氯鋁酸鹽型離子液體）在烷基化反應(yīng)中起到催化劑和溶劑的雙重作用。</p><p>　?。?）采用不同陰陽離子的組合可以調(diào)節(jié)

39、離子液體的物理和化學(xué)性質(zhì)。</p><p>　?。?）烷基化反應(yīng)產(chǎn)品一般不溶于離子液體，產(chǎn)品與催化劑可以通過分層和簡單的萃取手段很容易達到分離的目的。</p><p>　?。?）蒸汽壓低，幾乎為零，不會隨產(chǎn)品一同帶出，產(chǎn)品容易純化。</p><p>　　（5）離子液體可以循環(huán)使用，不會產(chǎn)生廢酸或者廢渣這種污染環(huán)境的產(chǎn)物。</p><p>　　

40、當(dāng)然不是每種離子液體都具有上述的優(yōu)點，但是可以根據(jù)需求來調(diào)節(jié)離子液體的組成、烷基鏈的長短、以及陰陽離子的種類等來改變離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)。從而設(shè)計出具有特殊用途的離子液體，在各個方面得到很重要的引用，同時為綠色無污染工業(yè)開辟新的道路。</p><p>　　1.5 離子液體的應(yīng)用</p><p>　?。?）離子液體在分離過程中的應(yīng)用</p><p>　　離子液體以其

41、對有機物的高溶解度，高庫倫力導(dǎo)致的低蒸汽壓等特點正吸引著廣泛的注意成為新型液液萃取劑。鄧全友等將離子液體應(yīng)用到了固-固分離領(lǐng)域中：由于氯化1-甲基-3-丁基咪唑離子液體對?；撬崛芙舛容^大，因此他們將之作為浸取劑，成功分離了牛磺酸和Na2SO4，分離收率大于97%。近來，離子液體被廣泛用作液象色譜的固定相、氣相色譜的固定相及流動相添加劑和熒光光譜分析等。</p><p>　?。?）離子液體在合成材料中的應(yīng)用<

42、/p><p>　　由于離子液體幾乎沒有蒸汽壓而且粘度較低，因此可作為用于納米金屬材料制備的反應(yīng)介質(zhì)，而且已經(jīng)有了些進展。Dupont等向[C4min][PF6]離子液體中加入一定量的氫，使其達到還原[IrCl(cod)]2的效果，從而制備出粒徑為僅為2.5nm的顆粒Ir，而且產(chǎn)品容易分離。</p><p>　　1.6 離子液體催化烷基異構(gòu)化的應(yīng)用</p><p>　　（

43、1）離子液體催化苯的烷化</p><p>　　Welton等認(rèn)為: 傅氏烷基化反應(yīng)是離子液體應(yīng)用的重要領(lǐng)域。其理由是由烷基銨鹽與AlCl3組成的復(fù)合離子液體中含有傅氏烷基化反應(yīng)所需的活性物種[Al2 Cl7 ]- 。 Sherif等研究了鹵代金屬：AlCl3、CuCl2和FeCl3等與烷基胺鹽酸鹽構(gòu)成的離子液體催化烷基化反應(yīng)的活性, 發(fā)現(xiàn)AlCl3催化劑對如下烷基化反應(yīng)有很好的催化活性（如圖1.4）:</p

44、><p>　　圖1.4 AlCl3催化劑的烷基化反應(yīng)</p><p>　　（2）鹵代金屬與咪唑類組成的離子液體</p><p>　　孫學(xué)文等用FeCl3 / [BMM ]Cl離子液體作為苯與乙烯的烷基化反應(yīng)的催化劑, 同時向該催化劑中加入一定量質(zhì)子酸后，再于之反應(yīng)，并觀察了加入前后的反應(yīng)結(jié)果的變化。觀察后發(fā)現(xiàn)：離子液體的催化活性和選擇性在加入質(zhì)子酸H+后均有提高。<

45、;/p><p>　　1.7 本課題的研究目的</p><p>　　作為一種新型的綠色環(huán)保液體酸催化劑，SO3H-功能化離子液體近年來受到了各界的廣泛關(guān)注。它集結(jié)了固體酸的不揮發(fā)的優(yōu)點和液體酸的高密度反應(yīng)活性位的優(yōu)點，因此SO3H-功能化離子液體在酸催化反應(yīng)時表現(xiàn)出良好的選擇性和活性。由于其和產(chǎn)物容易易分離，從而可以重復(fù)循環(huán)利用。而且離子液體的酸性可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。另外SO3H-功能化離子液

46、體腐蝕性小，克服了常規(guī)催化劑帶來的環(huán)境污染問題;反應(yīng)條件緩和，克服了常規(guī)催化劑需要高溫且易失活的缺點。</p><p><b>　　1.8 本文的任務(wù)</b></p><p>　　本論文的目的在于以1，3-丙烷磺內(nèi)酯、吡啶、對甲苯磺酸、濃硫酸、環(huán)己烷、甲醇、乙醚等原料合成幾種SO3H—型功能化離子液體，用紫外可見分光光度計對其表征；然后用此類離子液體催化正己烷異構(gòu)化反

47、應(yīng)，觀察其反應(yīng)效果，用氣相色譜儀定性分析，初步確定此類方法合成的離子液體是否有效，并為將來進一步研究作準(zhǔn)備。</p><p><b>　　第2章 實驗部分</b></p><p>　　2.1實驗儀器及化學(xué)藥品</p><p><b>　　表2.1 實驗藥品</b></p><p><b>

48、　　表2.2 實驗儀器</b></p><p><b>　　主要設(shè)備介紹</b></p><p>　　GC7900色譜儀：色譜分析是一種多組份混合物的分離、分析工具。它主要利用物質(zhì)的物理性質(zhì)對混合物進行分離，測定混合物的各組份。并對混合物中的各組份進行定量、定性分析。</p><p>　　氣相色譜儀是以氣體作為流動相（載氣）。當(dāng)樣品

49、被送入進樣器后由載氣攜帶進入色譜柱。由于樣品中各組份在色譜柱中的流動相（氣相）和固定相（液相或固相）間分配或吸附系數(shù)的差異。在載氣的沖洗下，各組份在兩相間作反復(fù)多次分配，使各組份在色譜柱中得到分離，然后由接在柱后的檢測器根據(jù)組份的物理化學(xué)特性，將各組份按順序檢測出來。</p><p>　　氣相色譜法的特點：分離效能高。對物理化學(xué)性能很接近的復(fù)雜混合物質(zhì)都能很好地分離，進行定性、定量檢測。有時在一次分析時可同時解決

50、幾十甚至上百個組分的分離測定；靈敏度高。能檢測出ppm級甚至ppb級的雜質(zhì)含量；分析速度快。一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個樣品的測定；應(yīng)用范圍廣。氣相色譜法可以分析氣體、易揮發(fā)的液體和固體樣品。就有機物分析而言，應(yīng)用最為廣泛，可以分析約20%的有機物。此外，某些無機物通過轉(zhuǎn)化也可以進行分析。</p><p>　　2.2 離子液體前驅(qū)體的制備</p><p>　　N一甲基咪哇、吡啶與三

51、烷基胺分別與1，3一丙烷磺內(nèi)酷或1，4一丁烷磺內(nèi)酷按一定比例混合，加熱到適宜的溫度，反應(yīng)1—48h，然后對產(chǎn)物進行提純，得離子液體的前驅(qū)體。根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的藥品和實際情況，制備以下幾種離子液體前驅(qū)體。 </p><p>　　（1）N-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽的合成</p><p>　　藥品：1,3-丙烷磺內(nèi)酯 、 甲醇 、 吡啶</p>&

52、lt;p>　　分子式極其相對摩爾質(zhì)量：C3H6SO3(122g/mol) CH3OH C5H5N(79g/mol)</p><p><b>　　操作步驟：</b></p><p>　?、儆秒娮犹炱椒Q取5g 1,3-丙烷磺內(nèi)酯</p><p>　?、谶拎づc1,3-丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1.5:1 用直讀式數(shù)顯天平稱取吡啶4.9g。<

53、;/p><p>　?、蹖?,3-丙烷磺內(nèi)酯倒入三口燒瓶，再加入適量的甲醇</p><p>　?、軐⑦拎さ谷肴跓?lt;/p><p>　　⑤在室溫下用玻璃棒攪拌片刻，使其溶解</p><p>　?、迣⑷跓康娜齻€口都蓋上蓋子，置于通風(fēng)廚中</p><p>　　反應(yīng)現(xiàn)象：反應(yīng)剛開始溶液呈白色渾濁狀，反應(yīng)超過20小時后有白色固

54、體析出，此白色固體即為N-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽。</p><p>　　⑦將所得的白色固體用乙醚洗滌，并用循環(huán)水式多用真空泵將其抽濾3次。</p><p>　?、喑闉V結(jié)束后呈現(xiàn)白色粉末狀，將其放在通風(fēng)廚中通風(fēng)干燥。</p><p><b>　　反應(yīng)方程式：</b></p><p><b>　　n=3<

55、/b></p><p>　　收率計算：用電子天平稱得白色粉末（N-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽）質(zhì)量為：m=7.99g</p><p>　　收率= N-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽 的質(zhì)量/（1,3-丙烷磺內(nèi)酯+吡啶 的質(zhì)量）</p><p>　　=7.99/(5+3,2377)=96.9% </p><p><b>　　注意事項

56、：</b></p><p>　　吡啶有異味且容易揮發(fā)，甲醇作為溶劑也容易揮發(fā)，反應(yīng)時一定要在密封環(huán)境下進行，以免造成反應(yīng)不完全而影響產(chǎn)品收率。</p><p>　?、?白色粉末（N-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽）極易溶于水，在配置和稱取中所使用 的各種容器一定要事先清洗并在干燥箱內(nèi)干燥。</p><p>　?。?）N-(3-磺酸基)-丙基-三乙胺鹽的

57、合成</p><p>　　藥品：1,3-丙烷磺內(nèi)酯 、 三乙胺 、 甲醇</p><p>　　分子式極其相對摩爾質(zhì)量：C3H6SO3(122g/mol) CH3OH C6H15N（101g/mol）</p><p><b>　　操作步驟：</b></p><p>　?、儆秒娮犹炱椒Q取5g1,3-丙烷磺內(nèi)酯，將其放入

58、三口燒瓶。</p><p>　?、诎慈野放c1,3-丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為2:1，用直讀式數(shù)顯天平稱取8.3g三乙胺。將其倒入三口燒瓶。</p><p>　?、蹖⑷跓坑描F架臺固定并放入集熱式磁力攪拌器。</p><p>　　④將冷凝管接到三口燒瓶左邊的口（用鐵架臺固定冷凝管），中間口用帶孔的橡膠塞住，并且</p><p>　　通入攪拌棒，右

59、邊孔用玻璃塞塞住。</p><p>　?、輰囟仍O(shè)定為60℃，進行水浴加熱24h，同時啟動電動攪拌器進行攪拌。</p><p>　?、薮磻?yīng)結(jié)束后，需減壓蒸餾除去水和未反應(yīng)的原料，得到白色固體產(chǎn)物，然后用甲醇洗滌，</p><p>　　用循環(huán)水式多用真空泵抽濾3次。并進行真空干燥，得到白色固體粉末，極易溶于水。（由于</p><p>　　沒有

60、減壓蒸餾裝置，在常壓下100℃蒸餾，發(fā)現(xiàn)沒有效果，得不到想要的白色固體產(chǎn)物。）</p><p><b>　　注意事項：</b></p><p>　?、倮淠艿乃畯南逻M，從上出。達到更好的冷凝效果。</p><p>　?、谠谒〖訜釙r一定要把探測頭放入水中，以免一直加熱使溫度過高，影響反應(yīng)過程，得不</p><p><

61、;b>　　到需要的產(chǎn)物。</b></p><p>　?、勖扛?小時往水浴池里加入適量的水，以免蒸干，造成對儀器的損壞。</p><p>　?、軘嚢杷俣炔灰走^快。</p><p><b>　　反應(yīng)方程式：</b></p><p><b>　　n=3 m=1</b></p>

62、;<p>　　2.3離子液體的制備</p><p>　　離子液體的前驅(qū)體分別與硫酸或?qū)妆交撬岚吹饶柣旌?，加熱到適宜的溫度，反應(yīng)8h，然后對產(chǎn)物進行提純處理，得離子液體。根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的藥品和實際情況，制備以下幾種離子液體。 </p><p>　　（1）N-(3-磺酸基)丙基-吡啶硫酸氫鹽的制備：</p><p>　　藥品：N-(3-磺酸基)丙基-吡啶

63、鹽 95%濃硫酸 環(huán)己烷</p><p>　　分子式極其相對摩爾質(zhì)量：C9H13SO3N(201g/mol) 95%H2SO4(94g/mol)</p><p>　　25ml85%硫酸的配制步驟如下：</p><p>　　計算85%硫酸的相對摩爾質(zhì)量：0.85*98+0.15*18=86 g/mol</p><p>　　配置85%硫

64、酸25ml需要95%濃硫酸：0.85*25/0.95=22.37ml</p><p>　　配置85%硫酸25ml需要H2O：25-22.37=2.63ml</p><p>　　用10ml的量筒量取2.63mlH2O倒入25ml的容量瓶。</p><p>　　往25ml的容量瓶中倒入95%濃硫酸，直至凹液面到刻度線。</p><p>　　N-(

65、3-磺酸基)丙基-吡啶鹽與85%硫酸的反應(yīng)</p><p><b>　　操作步驟：</b></p><p>　　用電子天平稱取5gN-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽，倒入三口燒瓶。</p><p>　　用直讀式電子天平稱取等摩爾的85%硫酸（既2.14g）。</p><p>　　用膠頭底滴管向盛有5gN-(3-磺酸基)丙基-

66、吡啶鹽的三口燒瓶中逐滴加入85%硫酸。</p><p>　　向三口燒瓶中加入適量的環(huán)己烷。</p><p>　　用鐵架臺夾住三口燒瓶中間的瓶口，放入水浴池；用帶孔的橡膠塞塞住中間瓶口，并通入攪拌棒，將攪拌棒連接攪拌器，慢速攪拌。</p><p>　　左邊的瓶口接冷凝管，右邊瓶口用塞子塞緊，并通冷凝水，在80℃下攪拌8小時。</p><p>　

67、　反應(yīng)結(jié)束后底部出現(xiàn)黃色粘稠液體，倒出上層溶劑。</p><p><b>　　反應(yīng)方程式：</b></p><p><b>　　注意事項：</b></p><p>　　① 在配置濃硫酸時，先加水再倒?jié)饬蛩?，避免濺出。</p><p>　　② 安裝冷凝管，避免溶劑蒸發(fā)影響反應(yīng)效果；冷凝管的水從下進，從

68、上出。達到更好的效果。</p><p>　?、?在水浴加熱時一定要把探測頭放入水中，以免一直加熱使溫度過高，影響反應(yīng)過程，得不到需要的產(chǎn)物。 </p><p>　　（2）N-(3-磺酸基)丙基-吡啶對甲苯磺酸鹽的制備：</p><p>　　藥品：N-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽 對甲苯磺酸 環(huán)己烷</p><p>　　分子式極其相對

69、摩爾質(zhì)量：C9H13SO3N(201g/mol) C7H8SO3(178g/mol) </p><p><b>　　操作過程：</b></p><p>　　用電子天平稱取5gN-(3-磺酸基)丙基-吡啶鹽，倒入三口燒瓶</p><p>　　用電子天平稱取等摩爾的對甲苯磺酸（即4.28g）, 倒入三口燒瓶</p><p>

70、;　　向三口燒瓶中加入適量的環(huán)己烷，發(fā)現(xiàn)藥品不溶于環(huán)己烷</p><p>　　用膠頭滴管向三口燒瓶中逐滴加入蒸餾水，并用玻璃棒不停的膠棒，直到藥品完全溶解</p><p>　　用鐵架臺夾住三口燒瓶中間的瓶口，放入水浴池；用帶孔的橡膠塞塞住中間瓶口，并通入攪拌棒，將攪拌棒連接攪拌器，慢速攪拌。</p><p>　　左邊的瓶口接冷凝管，右邊瓶口用塞子塞緊，并通冷凝水，在

71、80℃下攪拌8小時。</p><p>　　反應(yīng)結(jié)束后底部出現(xiàn)白色塊狀晶體，倒出上層溶劑。</p><p>　　并進行真空干燥（120℃，真空度<133Pa）4小時，減壓蒸餾水溶液，加熱期間得到的淺黃色透明物質(zhì)，產(chǎn)品受冷變硬，可溶于水。（由于沒有真空干燥和減壓蒸餾裝置，本次藥品制備只進行到第7階段。）</p><p><b>　　反應(yīng)方程式：</

72、b></p><p><b>　　注意事項：</b></p><p>　?、僭诩铀芙鈺r慢慢加，達到溶解效果即可，不益過多。</p><p>　?、谟捎诃h(huán)己烷沸點低，在80℃下很容易揮發(fā)光。必須安裝冷凝管。</p><p>　?、廴跓勘仨毶w好蓋子保證密封，通攪拌棒的瓶口也得安裝帶孔的橡膠塞。 </p>

73、;<p>　?。?） N-(3-磺酸基)丙基-三乙胺對甲苯磺酸鹽的制備：</p><p>　　藥品：N-(3-磺酸基)-丙基-三乙胺鹽 對甲苯磺酸 環(huán)己烷</p><p>　　分子式極其相對摩爾質(zhì)量：C9H21NSO3(223g/mol) C7H8SO3(178g/mol)</p><p><b>　　操作步驟：</b&g

74、t;</p><p>　　①稱取5g N-(3-磺酸基)-丙基-三乙胺鹽倒入三口燒瓶。</p><p>　?、诜Q取等摩爾的對甲苯磺酸（即4g）倒入三口燒瓶。</p><p>　　③加入適量的水（達到溶解效果即可）和環(huán)己烷。</p><p>　?、苡描F架臺夾住三口燒瓶中間的瓶口，放入水浴池；用帶孔的橡膠塞塞住中間瓶口，并通入</p>

75、<p>　　攪拌棒，將攪拌棒連接攪拌器，慢速攪拌。</p><p>　?、葑筮叺钠靠诮永淠?，右邊瓶口用塞子塞緊，并通冷凝水，在80℃下攪拌8小時。反應(yīng)結(jié)束后，下層得到白色塊狀物。倒出上層溶劑并干燥，得到淺黃色透明粘稠物。易溶于水。</p><p><b>　　反應(yīng)方程式：</b></p><p><b>　　n=3

76、m=1</b></p><p>　　2.4離子液體異構(gòu)化正己烷的反應(yīng)</p><p>　　結(jié)合實驗室現(xiàn)有的設(shè)備和實驗實際產(chǎn)品的所得，現(xiàn)選用離子液體（N-(3-磺酸基)丙基-吡啶硫酸氫鹽和環(huán)己烷的混合液）催化正己烷異構(gòu)化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)異構(gòu)產(chǎn)物很少，查閱文獻發(fā)現(xiàn)，異丙醇能促進異構(gòu)化反應(yīng)的進行，于是決定在反應(yīng)物中加入5ml異丙醇。</p><p>　　藥品：N-(

77、3-磺酸基)丙基-吡啶硫酸氫鹽 正己烷 環(huán)己烷 異丙醇</p><p><b>　　操作步驟：</b></p><p>　　在已制備好的N-(3-磺酸基)丙基-吡啶硫酸氫鹽和環(huán)己烷的混合液中加入20ml正己烷和5ml異丙醇。</p><p>　　將混合液倒入三口燒瓶，中間口接冷凝管，用玻璃塞塞住兩邊的口。</p><

78、p>　　將三口燒瓶用鐵架臺固定，并放入集熱式磁力攪拌器，將水浴溫度設(shè)定為80℃，轉(zhuǎn)速調(diào)到低速，并擦入溫度探測棒。在80℃下水浴加熱3小時。</p><p>　　待反應(yīng)結(jié)束后靜置三口燒瓶，冷卻后發(fā)現(xiàn)底部的粘稠狀離子液體依然存在，與反應(yīng)產(chǎn)物和原料明顯分層，容易分離。</p><p>　　倒出上層清液以備下一步的實驗</p><p>　　第3章 實驗結(jié)果分析<

79、/p><p>　　3.1異構(gòu)化產(chǎn)物的分析 </p><p><b>　　（1）分析條件</b></p><p>　　儀器：上海天美 GC7900Ⅱ氣相色譜儀， FID檢測器</p><p>　　色譜柱：毛細管柱SE-30(30m x 0.25mm x0.25?m)</p><p>　　數(shù)據(jù)

80、處理系統(tǒng): D7900P 色譜工作站</p><p>　　柱溫: 40℃ 氣化室溫度: 110℃ 檢測室溫度: 250℃</p><p>　　氮氣（載氣）壓力: 0.5Mpa 氫氣壓力 : 0.3Mpa 空氣壓力:0.5 Mpa</p><p>　　程序升溫: 從40℃升到60℃ 每分鐘升5℃ ，在60℃保留5分鐘 再從60℃到

81、100℃， 每分鐘升5 ℃，保留3分鐘。</p><p><b>　?。?）色譜柱的老化</b></p><p>　　①在沒有通氫氣和空氣，只通氮氣的條件下，將色譜柱溫調(diào)到280℃，連續(xù)運行2－3天，然后在點火下再運行2－3天，走基線看老化效果，如基線不穩(wěn)，繼續(xù)老化。</p><p>　?、谟帽逑瓷V柱，每隔2－3分鐘進一針，連續(xù)進60多針

82、。</p><p>　?、蹖嶒炂陂g，要定期對色譜柱進行老化，防止柱內(nèi)有殘留物，影響下次實驗結(jié)果。</p><p><b>　　（3）定性分析</b></p><p>　　保留時間（tr）：樣品組分從進樣到出現(xiàn)峰最大值所需的時間，即組分被保留在色譜柱中的時間。</p><p>　　色譜法最根本的定性指標(biāo)是組分在色譜柱內(nèi)的滯

83、留時間即保留時間。當(dāng)操作時間重復(fù)時，組分的保留時間是由分配系數(shù)確定的常數(shù)，不同的組分在兩相間可能有不同的分配系數(shù)，從而有不同的保留時間。由于保留時間容易測定，因此它是最方便的組分定性指標(biāo)。</p><p><b>　　儀器操作步驟：</b></p><p>　　a 通電源，打開載氣，再開凈化氣開關(guān)，儀器側(cè)面的壓力表指示0.5。</p><p>

84、　　b 打開儀器開關(guān)，設(shè)定柱溫到40℃，氣化室溫度110℃,檢測室溫度250℃。</p><p>　　c 溫度升至設(shè)定值時，打開氫氣和空氣，使其壓力表分別為0.3和0.5。</p><p>　　d 點火，待氫氣點燃后，稍等片刻，等基線穩(wěn)定后進樣，采集數(shù)據(jù)。</p><p>　　e 控制柱溫 從40℃升到60℃ 每分鐘升5℃ ，在60℃保留5分鐘，再從60℃到100℃

85、， 每分鐘升5 ℃，保留3分鐘。</p><p>　　f 待所有分析完成后，關(guān)閉氫氣和空氣。降柱溫、汽化室溫度和FID檢測器溫度至50℃。</p><p>　　g 關(guān)閉開關(guān)，載氣（N2）開關(guān)閥。</p><p><b>　　實驗過程：</b></p><p>　　按上述條件設(shè)定儀器，待色譜儀面板ready指示燈亮了以后，

86、用微量注射器從試管中抽取上層清液注入進樣口，在汽化室汽化后在載氣的攜帶下經(jīng)氫焰離子化檢測器檢測，D7900P色譜工作站實施監(jiān)控記錄，并進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 </p><p><b>　?。?）注意事項</b></p><p>　?、贋榉乐乖嚇訐p失，注射器及進樣口應(yīng)采用性能較好的隔墊。</p><p>　?、趹?yīng)注意注射器的針尖和柱塞不要彎曲損傷，用

87、后洗盡保管。</p><p>　?、坳P(guān)機時確定檢測器中無分析成分時，再停通載氣。且三室溫度都降至50度以下。</p><p>　?、苁褂玫臍怏w鋼瓶應(yīng)裝有壓力表，并在使用時經(jīng)常檢查，確定無泄漏現(xiàn)象，特別是氫氣，做</p><p><b>　　好防爆工作。 </b></p><p><b>　?。?）色譜分析原理&

88、lt;/b></p><p>　　氣相色譜系統(tǒng)由盛在管柱內(nèi)的吸附劑或惰性固體上涂著液體的固定相和不斷通過管柱的氣體的流動相組成。將欲分離、分析的樣品從管柱一端加入后，由于固定相對樣品中各組分吸附或溶解能力不同，即各組分在固定相和流動相之間的分配系數(shù)有差別，當(dāng)組分在兩相中反復(fù)多次進行分配并隨移動相向前移動時，各組分沿管柱運動的速度就不同，分配系數(shù)小的組分被固定相滯留的時間短，能較快地從色譜柱末端流出。以各組分

89、從柱末端流出的濃度 c對進樣后的時間t作圖,得到的圖稱為色譜圖。 </p><p>　　（6）色譜圖及結(jié)果分析</p><p>　　圖3.1 上層清液氣相色譜圖（含有環(huán)己烷，正己烷，異丙醇，正己烷異構(gòu)化產(chǎn)物）</p><p>　　各種物質(zhì)在一定的色譜條件下均有確定不變的保留值，所以保留值可作為一種定性指標(biāo)，這是最常用的色譜定性方法。這種方法應(yīng)用簡單，且不需要其它的儀

90、器設(shè)備，但由于在相同的色譜條件下，就算是不同的化合物的保留值也會比較近似，難以達到分析要求，所以這種方法的應(yīng)用存在著很大的局限性。</p><p>　　這種方法的可靠性與色譜柱的分離效率有密切關(guān)系。只有在高的柱效下，其鑒定結(jié)果才可以認(rèn)為有較充分的根據(jù)。</p><p>　　對于較簡單的多組分混合物，若其中所有待測組分均已知道，同時這些組分的色譜峰也能一一分離，則為了確定各個色譜峰所代表的物

91、質(zhì)，可將各色譜峰的保留值與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試樣在同一條件下所測得的保留值進行對照比較。</p><p>　　但更多的應(yīng)用情況是需要對色譜圖上出現(xiàn)的未知峰進行判定，這時，必須先利用自己對未知物所了解的情況從而估計出未知物可能是哪幾種化合物。再查閱文獻，從而找出這些化合物在某固定相上的保留值，并與未知物在同一固定相上的保留值進行初步的比較，以達到排除一部分化合物的目的。</p><p>　　分析數(shù)據(jù)

92、，圖中有效峰為4個，由于確定不了哪個峰所指的是正己烷異構(gòu)化產(chǎn)物，所以我們決定用環(huán)己烷，正己烷，異丙醇先后進樣（氣象色譜儀其它設(shè)定條件，包括程序升溫，載氣流速都不變）再做一次氣象色譜分析，與圖3.1比較分析確定結(jié)果。</p><p>　　圖3.2 （環(huán)己烷，正己烷，異丙醇先后進樣所得到的氣象色譜圖）</p><p>　　圖3.2第一個峰為環(huán)己烷，第2個峰為正己烷，第3個峰為異丙醇，與圖1相比

93、，我們初步判定圖1中第2個峰為正己烷的異構(gòu)化產(chǎn)物。由于設(shè)備不齊，我們無法對正己烷異構(gòu)化產(chǎn)物進行產(chǎn)率的分析和純度分析，只能定性分析我們合成的離子液體（N-(3-磺酸基)丙基-吡啶硫酸氫鹽）達到了催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)，與設(shè)想的效果基本符合，為以后進步一研究做準(zhǔn)備。</p><p>　　3.2 離子液體的定性分析</p><p>　　由于我們合成的產(chǎn)物（離子液體）為液態(tài)，實驗室沒有真空干燥和蒸

94、餾裝置，所以不能固體化，只能在液態(tài)下分析。綜合學(xué)?，F(xiàn)有的儀器設(shè)備和實驗條件，我們決定選用紫外分光光度計對離子液體進行定性分析。 </p><p>　?。?）紫外可見分光光度計定性分析原理及用途</p><p>　　紫外可見光譜定性分析的根據(jù)是在一定的環(huán)境中，一定的生色團只在一定的波長顯示吸收，因此根據(jù)吸收光譜的最大值、最小值、形狀等，就可以推測生色團的存在，以及分子的結(jié)構(gòu)。一定的生色團之所

95、以只在一定的顯示由于電子躍遷的基本規(guī)律（物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)中分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量，相應(yīng)地發(fā)生了分子振動能及躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也不同。）決定的。有機化合物都能吸收電磁輻射，因為它們的價電子都能被激發(fā)到高能級。但大多數(shù)形成單鍵的電子，激發(fā)到高能級時需要的激發(fā)能是相當(dāng)高的，因此這種形式的電子吸收常常在真空紫外范圍。</p>

96、<p>　　可供物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科進行科學(xué)研究，是廣泛應(yīng)用于化工、藥品、生化、輕工、材料、環(huán)保、醫(yī)學(xué)化驗等行業(yè)及分析行業(yè)中最重要的質(zhì)量控制儀器之一，是常規(guī)實驗室的必備儀器。 </p><p>　　（2）紫外可見分光光度計主要特點</p><p>　　采用低雜散光，高分辨率的單光束光路結(jié)構(gòu)單色器，儀器具有良好的穩(wěn)定性，重現(xiàn)性和精確的測量讀數(shù)。UV-28

97、02PC為2nm光譜帶寬，可滿足絕大多數(shù)分析測試項目的要求。</p><p>　　采用最新微處理技術(shù)，不僅使儀器具有自動設(shè)置0%T和100%T等控制功能以及多種方法的濃度運算和數(shù)據(jù)處理功能，同時還具有防止使用者操作錯誤的特殊功能，使用時無后顧之憂。</p><p>　　科學(xué)的設(shè)計，新技術(shù)的運用，將光、機、電以及微機技術(shù)有機的結(jié)合在一起，使儀器的穩(wěn)定性指標(biāo)接近或達到高級型紫外可見光光度計的水

98、平。 </p><p>　?。?）操作過程及注意事項</p><p><b>　　操作過程：</b></p><p>　　連接儀器電源線，確保儀器供電電源有良好的接地性能。</p><p>　　接通電源，使儀器預(yù)熱20分鐘。若要實現(xiàn)精確測試或作全性能檢查，再執(zhí)行一次自動校正功能。在儀器與電腦非連接狀態(tài)時，按<方式&

99、gt;鍵5秒左右，待顯示器顯示“SELFTESTING FILTER”后松手，至儀器自動校正后，顯示器顯示“XXX…Xnm 0.000A”即可進行測試。</p><p>　　用<方式>鍵設(shè)置測試方式，透射比（T），吸光度（A）。</p><p><b>　　設(shè)置分析波長。</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)置的分析波長，選擇正確的

100、光源。</p><p>　　將參比樣品溶液和被測樣品溶液分別倒入比色皿中，打開樣品室蓋，將盛有溶液的比色皿分別插入比色皿槽中，蓋上樣品室蓋。</p><p>　　當(dāng)儀器顯示器顯示出“100.0%”或“0.000A”后，將被測樣品推入光路，這時，便可以從顯示器上得到被測樣品的測試參數(shù)。</p><p><b>　　注意事項：</b></p&

101、gt;<p>　　空白溶液與試品溶液必須澄清，不得有渾濁。如有渾濁，應(yīng)預(yù)先過濾，并棄去濾液。</p><p>　　測定時，除另有規(guī)定外，應(yīng)以配置供試品溶液的同瓶溶劑為空白對照，采用1 cm的石英吸收池。</p><p>　　在測定時或改測其它檢品時，應(yīng)用待測溶液沖洗吸收池3~4次，用干凈綢布或擦鏡紙擦凈吸收池的透光面至不留斑痕。</p><p>　　取

102、吸收池時，應(yīng)拿毛玻璃兩面，切忌用手拿捏透光面，以免粘上油污。使用完后及時用測定溶劑沖凈，再用純化水沖凈。 </p><p>　?。?） 紫外分光光譜圖及分析</p><p>　　圖3.3 離子液體紫外光譜圖</p><p>　　分析：由于我們的離子液體未能提純，其中含有正己烷，環(huán)己烷，異丙醇，不能確定哪個峰是SO3H-，而且在紫外吸收光譜中，有些溶劑，熱別是極性溶劑

103、，對溶質(zhì)吸收峰的波長、強度及形狀可能產(chǎn)生影響。這是因為溶劑和溶質(zhì)間常形成氫鍵，或溶劑的偶極增強了溶質(zhì)的極性，引起了n→π及π→π吸收帶的遷移。溶劑不但對吸收波長有影響，而且還影響吸收強度和精細結(jié)構(gòu)。所以在溶解度的允許范圍內(nèi)，應(yīng)該選擇極性較小的溶劑。此外溶劑本身也存在著一定的吸收帶，要是溶劑和溶質(zhì)的吸收帶有重疊，則會妨礙我們對溶質(zhì)吸收帶的觀察。</p><p>　　于是決定分別用正己烷，環(huán)己烷，異丙醇在同樣溶劑是水

104、的條件下做紫外分光光譜分析。</p><p>　　圖3.4 環(huán)己烷紫外光譜圖</p><p>　　圖3.5 正己烷紫外光譜圖</p><p>　　圖3.6 異丙醇紫外光譜圖</p><p>　　離子液體、環(huán)己烷、正己烷、異丙醇的透射都是以水為參比進行的，發(fā)現(xiàn)透射比普遍過大，使分析結(jié)果難以判斷。懷疑是濃度過高所致，將離子液體用水稀釋后重做發(fā)現(xiàn)透

105、射比仍然過大。后又將參比物改為空氣后重做，發(fā)現(xiàn)透射比還是過大。最終導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判斷。</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　近年來，由于環(huán)保要求的不斷提高，汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)向無鉛、低芳烴、低蒸汽壓、高辛烷值和高氧含量的方向發(fā)展。作為生產(chǎn)新配方汽油高辛烷值組分的一種重要的工藝過程, 正己烷等直鏈烷烴異構(gòu)化工藝在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。用無機酸催化烷基化

106、反應(yīng)已有較好的技術(shù)，并被工業(yè)化, 但存在著許多技術(shù)問題, 其致命的缺點是存在著嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染等問題。室溫酸性離子液體作為一種新型的異構(gòu)化催化劑, 與傳統(tǒng)的異構(gòu)化催化劑相比具有更多優(yōu)點，如：反應(yīng)溫度低，利于異構(gòu)烷烴的生成，不會因結(jié)焦而失活；反應(yīng)不需要在臨氫條件下進行; 降低能耗達到了環(huán)保的效果，具有廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　本實驗試圖用吡啶、三乙胺、1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯合成幾種離子液體的中間體

107、，再將中間體和濃硫酸，對甲苯磺酸反應(yīng)合成含有-SO3H的酸性離子液體。合成的離子液體跟正己烷反應(yīng)，并用氣象色譜儀進行定性分析，發(fā)現(xiàn)正己烷被成功異構(gòu)化，說明合成的離子液體起到了催化的作用。</p><p>　　在實驗過程中，由于設(shè)備不完善，考慮不周全，導(dǎo)致一些產(chǎn)品合成失敗，在多次改進和優(yōu)化后，效果并不是很明顯，這些未能制備出來的離子液體有待進一步的探索和完善合成路線和分離方法。</p><p&g

108、t;<b>　　【參考文獻】</b></p><p>　　[1]段紅玲,劉雪暖, 鞠建民 ,等. 異丁烯齊聚反應(yīng)催化劑的制備與評價[J]. 中國石油大學(xué), 2008.</p><p>　　[2]蘇德香,田富平. 用于異丁烯齊聚反應(yīng)的固體催化劑的研究進展[J].大連理工大學(xué),2008.</p><p>　　[3]馬冰潔,李建中. C4 烴資源的

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