SO3H一功能化酸性离子液体的合成及性能Ⅰ(毕业论文答辩)

[I]/mol.l- [IH+]/mol.l- H0
1
1
5.7*10-5 5.36*10-5 5.30*10-5 5.19*10-5
1*10-6 4.4*10-6 5.0*10-6 6.1*10-6
2.746 2.076 2.015 1.919
注：H0=pKb(I)+㏒([I]/[IH+]) [I]:剩余的碱 [IH]:已反应的碱 pKb(I)=0.99(对硝基苯胺)
（2）吡啶红外探针法测定离子液体酸性
图4 以吡啶为探针的不同离子液体样品的红外光谱
4 酸性离子液体催化正丁醚的制备
▪ 表5 离子液体用量对正丁醚产量的影响
编号
正丁醇/ml 盐酸/ml
1
31
2
2
31
2
3
31
2
4
31
2
5
31
2
6
31
2
浓硫酸 31
0
离子液体摩 反应时间/h 正丁醚产
尔比/%
量/g
0.15
剂
子液
体
(CH3CH2)3N+(CH2)4-SO3H 溶
HSO4-
(CH3CH2)3N+(CH2)4-SO3H 溶
H2PO4
无水 95% 乙醚 乙腈 吡啶 丙酮 乙醇 乙醇 溶 溶 不溶 溶 溶 不溶
溶 溶 不溶 溶 溶 不溶
3 离子液体酸性的测定
▪ (1） Hammett法来测定离子液体的酸性 ：
500
图3 不同浓度离子液体(Ⅱ)的乙醇溶液中4-硝基苯胺的紫外-可见吸光谱 (注：B:c=8mmol/l C:c=16mmol/l D:c=24mmol/l E:c=32mmol/l)
表4 不同浓度离子液体(Ⅱ)的Hammett函数值
编号
1 2 3 4
Amax
0.977 0.919 0.908 0.890
H0
1.896 1.661 1.529 1.508
注：H0=pKb(I)+㏒([I]/[IH+]) [I]:剩余的碱 [IH]:已反应的碱 pKb(I)=0.99(对硝基苯 胺)
Absortance(AU)
1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0
250
B C D E
300 350 400 450 Wavelength(nm)
图1 4-硝基苯胺的标准曲线图
Absorbance(AU)
1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2
200
B C D E
250 300 350 400 450 Wavelength(nm)
500
图2 不同浓度离子液体(Ⅰ)的乙醇溶液中4-硝基苯胺的紫外-可见吸光谱 (注：B:c=8mmol/l C:c=16mmol/l D:c=24mmol/l E:c=32mmol/l)
X A xis T itle
图名称
Y A x is T itle
B
90
80
70
60
50
40
30
20
10 0
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
X A xis T itle
图名称
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
▪2 酸性离子液体溶解性的测定
表1：离子液体在不同溶剂中的溶解性
溶
水
酸 性离
1.5
3.9767
0.46
1.5
5.2372
0.65
1.5
5.6251
0.99
1.5
8.9953
1.08
1.5
9.3644
1.3
1.5
9.5263
24.9
1.5
7-8
正丁醚产量/g
12 10
8 6 4 2 0
0
0.2 0.4 0.6 0.8
1
离子液体摩尔比/%
系列1 1.2 1.4
图5 酸性离子液体N-（4-磺酸基丁基）三乙胺氟硼酸盐质量与正丁醚产量关系曲线图
功能化酸性离子液体作为一种新型的环境友好液体催 化剂，拥有液体酸催化剂得高密度反应活性位，具有低挥 发性，其结构和酸性具有可调变形，酸性离子液体用于催 化过程具有催化活性高、环境友好、选择性高、产物易分 离、可循环利用等优点，具有取代传统工业酸催化剂的潜 力。因此，近年来发展环境友好型的酸性离子液体催化剂 受到广泛关注。
▪ 表2 不同浓度的4-硝基苯胺最大吸收波长处吸光度
浓度(10- 2.9 5.8
8.7
5mol/l)
吸光度 0.582 1.043 1.56
11.6 I4.5 2.035 2.503
A
2 .5 2 .0 1 .5 1 .0 0 .5
2
B
4 6 8 10 12 14 16
C (*1 0 -5M O L /L )
二 实验内容：
▪ 1 酸性离子液体的合成 ▪ 2 酸性离子液体的溶解性测定 ▪ 3 离子液体的酸性测定 ▪ 4 酸性离子液体催化正丁醚的制备
结 构 表 征 ：
Y A x is T itle
B
80
70
60
50
40
30
20
10 0
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
表6 离子液体(Ⅱ)用量对正丁醚产量的影响
编号 正丁醇/ml 盐酸/ml
1
31
2
2
31
2
3
31
2
4
31
2
5
31
2
6
31
2
浓硫酸 31
0
离子液体 摩尔比/% 0.44 0.66 0.99 1.14 1.38 1.52 24.9
反应时间 /h 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
正丁醚产 量/g 5.1397 5.4131 7.9203 9.0177 9.3036 9.3551 7.3
正丁醚产量/g
10
9
8
7
6
5
系列1
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
离子液体摩尔比/%
图6 酸性离子液体N-（4-磺酸基丁基）三乙胺硫酸盐质量与正丁醚产量关系曲线图
（3）无机酸用量对正丁醚产率的影响
编号 1 2 3 4 5
▪ 表7 酸用量产量的影响
离子液体质量/g 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
SO3H一功能化酸性离子液体的合 成及性能Ⅰ(毕业论文答辩)
一 研究背景：
离子液体作为一种环境友好的溶剂和催化剂而受到国 内外学者的广泛关注。利用离子液体的多样性和可设计性， 通过调整阴、阳离子组合或嫁接适当的官能团即获得“需 求特定”的功能化离子液体。当离子液体的阳离子引入一 种烷基磺酸基团，即得功能化酸性离子液体。
表3 不同浓度离子液体(Ⅰ)的Hammett函数值
编号
1 2 3 4
Amax
0.884 0.819 0.771 0.763
[I]/mol.l-1 [IH+]/mol. l-1
5.16*10-5 6.4*10-6 4.78*10-5 1.02*10-5 4.50*10-5 1.3*10-5 4.45*10-5 1.35*10-5