功能化离子液体的合成及应用.ppt

赵地顺教授,河北科技大学化学工程与技术学科硕士生导师、博士生导师。天津大学兼职博士生导师，中国石油大学（北京）合作博士生导师，中国人民解放军军械工程学院特聘教授，享受国务院政府特殊津贴，全国优秀教师。原任河北科技大学副校长。现任河北科技大学教学督导委员会主任，是中国化工学会离子液体专业委员会委员、国家基金委员会项目评审专家、中国老教授协会理事、河北省发明协会副会长、河北省知识产权研究会专家委员会委员、河北省第四届省督学、河北省老教授协会副会长、《化学工程》编委，教育部本科教学工作水平评估专家。学校现有教职工2385人，其中教学科研人员1322人，具有副高级以上职称的教师710人，博士生导师10人，硕士生导师519人。全日制普通本专科生、研究生、留学生共34528人，成人教育学生17382人。学校积极实施对外开放办学战略。与美国、英国、加拿大、韩国、澳大利亚、新西兰等20个国家的70所大学和科研机构在人才培养、教师培训、科学研究、学术交流等方面开展了实质性合作。目录由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系。具有结构和性质的可调性和多样性1.2离子液体分类另一类是单核阴离子，如:BF4-、PF6-、SbF6-、AsF6-、TfO-、TfN-、CF3COO-、Cl-、Br-、I-、NO2-等。这类离子液体与AICl3类不同，其具有固定的组成，对水和空气是相对稳定的。1.3功能化离子液体一离子液体概述功能化离子液体设计原则离子液体具有结构和性质的可调性和多样性，使离子液体的功能化设计成为可能1、催化功能离子液体设计指导思想：通过共价连接或络合形成催化中心，特别是金属催化中心。（1）共价连接：催化剂与离子液体的结构上有能反应形成新的共价键官能团，且反应条件不会破坏金属活性中心。（2）过渡金属配位：先在离子液体上引入Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｏ等原子或双键结构，再与过渡金属配位。2、萃取分离功能离子液体设计指导思想：通过连接特性基团或原子，使功能离子液体与被萃取物分子间紧密结合。（1）提高分离系数：在离子液体上共价连接一些与分离物能紧密结合的基团，使分离物容易进入离子液体相。（2）目标专一性：离子液体上引入硫或配位基团，使起萃取作用的基团成为憎水相的一部分。（3）手性立体化学作用：手性离子液体，具有手性识别能力，通过手性基团与对映体的立体化学作用，分离手性物质。3、酸性离子液体设计指导思想：增强阴、阳离子的L酸和B酸的酸性，两种酸的酸性越强，催化作用越强。（1）阳离子引入磺酸基：在阳离子上连接磺酸基可以增强B酸酸性。（2）阳离子引入羧基：在阳离子上连接羧基可以增强B酸酸性。（3）双核酸性离子液体：单核酸性阳离子与二卤烷反应，生成双核，双核比相应单核酸性强。（4）Lewis酸性离子液体：金属卤化物与有机卤化物反应。4、溶剂型离子液体设计指导思想：改变阴、阳离子的极性和与溶质的相似性；对纤维素类氢键体系溶解，形成高强度的氢键和氢键数目越多越好。（1）阳离子引入双键基团：在阳离子上连接烯丙基等可以增强与纤维素形成氢键的强度。（2）阳离子引入极性基团：在阳离子上连接磷酸基等极性基团可以增强与纤维素形成氢键的强度。（3）阳离子连接含O、N、P、S基团：可以多形成氢键。（4）阴离子为形成较多氢键的离子：有利于溶解纤维素。5、极化型离子液体设计指导思想：增强阴、阳离子的极性和络合性，提高极化电位，减少自放电。（1）阳离子引入极性基团：可以提高双电层极性，进而提高极化电位。（2）阳离子引入络合基团：可以络合金属离子，降低其浓度，减少自放电。（3）阳离子引入含N、O、S、P原子：不但可以增强极性，还可以使双电层溶液侧形成排列整齐的离子层，阻止自放电。二、功能化离子液体设计合成及应用汽油的脱硫：目前工业上汽油脱硫的主要手段是加氢精制，但催化裂化汽油中80%以上的硫化物是噻吩，其中苯并噻吩（BT）和二苯并噻吩（DBT)很难通过加氢脱硫的方法除去。此外，在脱硫的同时，烯烃也常被加氢饱和，会明显降低催化裂化汽油的辛烷值。吸附脱硫吸附脱硫可分为物理吸附脱硫、反应吸附脱硫和选择性吸附脱硫三种。屋里吸附脱硫将含硫化合物吸附在吸附剂的表面或内部，吸附剂可通过脱附剂清洗或吹扫进行再生。反应吸附脱硫则通过吸附剂与有机硫之间的化学反应，把硫转化为硫化物，固定在吸附剂上，从而达到脱硫目的。选择性吸附脱硫是附载在多孔材料的过渡金属离子在低温和常温下，选择性的使硫从金属原子上脱除，而获得不含硫的芳烃。洛阳石化工程公司研制开发出具有专利技术的催化裂化汽油非临氢吸附脱硫工艺（LADS），能在较低的吸附温度和适当的吸附空速下，根据试验目的将催化裂化汽油的硫质量分数从1290g/g降至500g/g以下，失活的吸附剂通过LADS脱附剂再生，能充分恢复其吸附活性,工艺过程简单，操