苯并咪唑类离子液体的合成及其在萃取分离中的应用

论文摘要

近年来,结构新、功能化的离子液体的合成及应用已成为绿色化学的研究热点。离子液体作为电化学的电解液、有机合成的溶剂和分离科学的萃取剂具有独特的优势,相关研究被广泛报道。离子液体可以通过变化阴、阳离子来进行分子设计从而适应不同的萃取分离系统。同时由于离子液体的低挥发性、低溶解性,可以实现将经济因素和环境因素结合于一体而实现真正意义上的绿色萃取。本论文以含有芳香体系的化合物为萃取对象,针对其结构上的特点从萃取剂与被萃取物的作用机理入手,设计合成了一系列苯并咪唑类离子液体。利用IR、1HNMR和MS等对所合成的离子液体进行了表征,确定了离子液体的组成和结构。同时,测定了熔点、溶解性、热稳定性以及电化学窗口等重要性质。实验结果表明,它们具有优良的溶解性、良好的热稳定性和宽的电化学稳定区间。本论文选取1-丁基苯并咪唑六氟磷酸盐（A5）、1-苄基苯并咪唑六氟磷酸盐（B5）、5-硝基-1-丁基苯并咪唑六氟磷酸盐（C5）,3种疏水性离子液体,对水相中罗丹明B进行了萃取研究。考察了pH、温度、浓度等因素变化对萃取效果的影响。结果表明,萃取平衡时间为1小时；温度过高萃取率反而下降；pH对萃取率有较大的影响；在同等条件下,苯并咪唑类离子液体的萃取率高于咪唑类离子液体。选取5-硝基-1-丁基苯并咪唑溴酸盐（C2）、5-硝基-1-丁基苯并咪唑四氟硼酸盐（C4）、5-硝基-1-丁基苯并咪唑六氟磷酸盐（C5）,以苯并噻吩（BT）-正辛烷的模拟油品体系为研究对象,研究了离子液体的萃取脱硫性能。考察了离子液体萃取脱硫的操作条件对其脱硫率的影响。实验结果表明,C5和C4的脱硫率要高于C2；在相比为1：1时,C5单级脱硫率便可达到56.9%。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 目录
• 绪论
• 1 离子液体简介
• 1.1 离子液体的定义
• 1.2 离子液体的分类
• 1.3 离子液体的物化性质
• 1.3.1 熔点
• 1.3.2 密度
• 1.3.3 黏度
• 1.3.4 溶解性
• 1.3.5 热稳定性
• 1.3.6 导电性和电位窗
• 2 离子液体的制备方法
• 2.1 一步法
• 2.2 两步法
• 2.2.1 阴离子络合反应
• 2.2.2 复分解反应
• 2.3 辅助合成技术
• 3 离子液体的应用研究
• 3.1 离子液体在有机合成中的应用
• 3.2 离子液体在电化学中的应用
• 3.3 离子液体在萃取分离中的应用
• 3.3.1 离子液体在处理印染废水中的应用
• 3.3.2 离子液体萃取酚类物质
• 3.3.3 离子液体萃取胺类物质
• 3.3.4 离子液体在油品脱硫中的应用
• 3.4 在其他方面的应用
• 4 本论文的选题思想
• 第一章 苯并咪唑类离子液体的制备
• 1.1 引言
• 1.2 实验仪器及药品
• 1.3 离子液体的合成
• 1.3.1 原料的制备
• 1.3.2 离子液体的制备
• 1.4 结构表征
• 1.4.1 红外光谱分析
• 1.4.2 核磁共振氢谱分析
• 1.4.3 质谱分析
• 1.5 本章小结
• 第二章 苯并咪唑类离子液体的物化性能
• 2.1 引言
• 2.2 苯并咪唑类离子液体的熔点
• 2.3 苯并咪唑类离子液体的热稳定性
• 2.4 苯并咪唑类离子液体的溶解性
• 2.5 苯并咪唑类离子液体的电化学窗口
• 2.6 本章小结
• 第三章 疏水性离子液体对罗丹明B的萃取研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 萃取方法
• 3.2.2 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 萃取时间对萃取效果的影响
• 3.3.2 萃取温度对萃取率的影响
• 3.3.3 pH值对萃取率的影响
• 3.3.4 浓度对萃取率的影响
• 3.3.5 对比实验
• 3.4 本章小结
• 第四章 苯并咪唑类离子液体对油品的萃取脱硫研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验体系的构成
• 4.2.2 实验仪器及条件
• 4.2.3 离子液体脱硫性能研究方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 萃取时间对脱硫率的影响
• 4.3.2 萃取温度对脱硫率的影响
• 4.3.3 相比对脱硫率的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历