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新型季铵型离子液体的合成及其应用

翁建阳  
【摘要】:离子液体(Ionic liquids)一般定义为由离子组成的液体体系,因为在组成上,它与我们概念中的“盐”相近,而其熔点通常又低于室温,所以,也有人把离子液体称为“室温熔融盐”(Room-temperature molten salts),它们具有宽的稳定电化学窗口、基本无蒸汽压、优良的溶解性、良好的导电性、好的热稳定性和化学稳定性,一般可以重复循环使用,因此作为一类新型的环境友好的材料,正受到越来越多的来自学术界和工业界的关注。 论文首先阐述了离子液体的研究背景,说明了离子液体的种类、合成方法、离子液体的基本物性,离子液体在分析化学、有机合成、高分子聚合以及其他反应的应用,指出当前离子液体工业应用的局限性是成本高、不易分离、回收难等因素。针对这些应用中存在的问题,以及围绕着开发具有工业化应用前景的离子液体这条思路,本论文研究了一类全新的季铵型酸性离子液体,利用价格便宜的起始原料,无溶剂条件下,一步合成得到无挥发性、低熔点的、具有Br(?)nsted酸的离子液体。 论文第四部分研究了酸性离子液体在肉桂酸合成水解中的应用,得到的收率比用常规溶剂和催化剂高,而且反应时间仅8h,利用过滤法就可以将离子液体和产物分开,并且这种酸性离子液可以重复套用下去,而活性没有受到任何的影响,解决了离子液体在反应中的分离和套用问题,并进行了工业化应用。探讨了酸性离子液体中的水解反应机理,表明三乙基铵酸性离子液体的活性最高,结果最理想,收率为90%;而在第五部分双酚A合成反应中,利用酸性离子液体不仅解决了催化剂稳定性能,而且解决了催化剂的套用问题,普通的过滤法就可以将离子液体和产物分离,使得收率达83.5%,并且研究了在离子液体中的反应机理。 论文最后总结了季铵型酸性离子液体的合成及其在肉桂酸和双酚A的合成中应用,同时指出了当前离子液体的研究中存在的问题,以及今后发展的方向,表明随着离子液体研究的不断展开和深入,离子液体的工业化应用必将越来越多,并形成新的绿色产业,从而大大改善化学化工生产过程中的环境污染问题,实现可持续发展,造福全人类。


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