硅氧烷咪唑离子液体的合成及酸性气体的捕集

发布时间：2020-05-07 08:53

【摘要】：大气污染问题仍然是政府和民众关心的主要环境问题,其中酸性气体排放对于大气环境污染的影响很大,减少源排放量是最为有效的防止污染措施之一。离子液体的物理化学多重特性吸引了国内外大多数研究人员的兴趣,其环境友好型材料的特性和快速发展为捕集大气中的污染物提供了可能,通过研究有望对改善大气环境污染问题做出贡献。本文主要基于新型离子液体的独特理化性能,拟设计,制备一系列的新型结构的环境友好材料,进而研究其对污染物的捕集性能,从而为未来从源头防治大气污染提供基础数据支撑和增加材料的选择范围。本文研究内容主要分为以下几个部分:1.铂催化的选择及硅氢加成硅氧烷中心核的制备通过对比国内外过渡金属铂及其配合物催化不饱和烃与硅氢加成反应的应用研究,研究首先对比均相/多相铂催化剂进行研究,通过多次实验改进,采用水合氯铂酸与辛醇以最佳摩尔比通过实验选择最佳反应条件下得到2价铂配合物催化剂,筛选出合适的过渡金属铂的配合物催化剂催化加成硅氧烷与不饱和烯烃的反应,得到高产率的β-加成产物以及部分α-加成产物即为硅氢加成硅氧烷中心核产物,铂催化剂的优化选择使得在催化反应时催化得到更多的β-加成硅氧烷中心核底物,为后一步离子液体结构的设计提供重要的基础结构材料。2.咪唑类硅氧烷中心核离子液体的合成及表征以硅氧烷中心核为骨架核心,1,3,5,7—四甲基环四硅氧烷(D4H)与对氯甲基苯乙烯的加成反应,得到含氯硅氧烷中心核枝状结构;再分别加入N-甲基咪唑和2-乙基咪唑,得到分别以Cl-为阴离子,N—甲基(或2—乙基)硅氧烷中心核咪唑为阳离子的新型枝状离子液体;在常温常压条件下含氯的离子液体容易氧化,所以通过改变支链上的阴离子种类(四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等)得到几种新型硅氧烷中心核离子液体;利用常规方法两步合成法的基础上再进行改进,本论文得到树枝状氯化硅氧烷中心核咪唑离子液体[Bmim][Cl],[Bmim][BF4]和[Bmim][PF6]硅氧烷中心核咪唑离子液体,利用FT-IR、UV、SEM等对结构进行表征。3.新型硅氧烷中心核咪唑离子液体对酸性气体的捕集应用探讨了几种新型离子液体对酸性气体的捕集能力,并与常规型离子液体对于酸性气体的吸收情况作了对比研究,发现新和成的环境友好离子液体对于酸性气体的吸收有比较显著的提高。本研究主要针对三种酸性气体:NO2/N2,CO2/N2,SO2/N2;通过实验吸收装置,利用转子流量计控制气体流速,再通过安全瓶,干燥装置,最后对酸性气体进行吸收捕捉,得到相应的吸收量分别为:[Bmim][BF4]对酸性气体的吸收量为C02为:0.0576,SO2 为:0.8721,NOx 为:0.0112;[Bmi][PF6]的吸收量对 CO2 为:0.0583,SO2为:0.683,NOx为:0.0173,并分析对比吸收效果SO2的吸收量最多,与常规的离子液体捕捉酸性气体的吸收量相比,CO2和NOx的吸收量也有提高。
【图文】：

形成胶体怕中间体，１９９４年，Ｐｏｌｉｚｚｉ团队＿合成出可以催化炔烃与硅氢的应的催化剂配合物Ｐｔ／Ｃ，主要通过增大催化剂比表面积，提升了催化剂的选择２年，０＾１１１１0１１［８１］团队利用Ｐｔ／Ｃ多相催化剂催化炔烃的桂l#加成中，对于Ｐ－加成产率进行探宄，转化率在９６％时，（３－加成产物的产率是８４％。逡逑分子筛／Ｐｔ多相催化硅氢加成逡逑分子筛／Ｐｔ邋分为：４Ａ／Ｐｔ邋型［８２］，５Ａ／Ｐｔ邋型［８３］，ＳＢＡ－１５／Ｐｔ＿型，ＭＣＭ－４１／Ｐｔ［８４，８５］（如示）型等多种类型，利用分子筛的表面特性，作为铂催化载体，但需要用聚乙二子筛进行修饰，目的是为了在硅氢加成中可以增强（３－加成产物的选择性，在与铀合物时，，在催化加成烯烃过程中，表现出极强的催化活性和稳定性。４Ａ型与５Ａ铀形成络合物之后在催化过程中，５Ａ／Ｐｔ的反应温度更低，反应时间短，转化率逡逑％，并且无其他副产物产生，分离之后的催化剂络合物可以循环使用３次。逡逑

在氮气保护下，称取一定量的提纯后的加成产物于２５０ｍｌ的四口反应瓶中，加热至逡逑恒温８０°Ｃ，缓慢滴加４．８摩尔量的Ｎ－甲基咪唑，回流反应１５ｈ；冷却提纯得到淡黄色透逡逑明粘稠状咪唑硅氧烷中心核离子液体，反应如图８所示；同理加入２－乙基咪唑，冷却提逡逑纯得到淡黄色透明粘稠状咪唑硅氧烷中心核离子液体，如图９所示。逡逑NB逦＼逡逑％．邋－逡逑图８．甲基咪唑硅氧烷中心核离子液体的合成反应图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋８．邋Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ邋ｓｉｌｏｘａｎｅ邋ｃｏｒｅ邋ｉｏｎｉｃ邋ｌｉｑｕｉｄｓ逡逑２３逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X51

【参考文献】

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本文编号：2652732