| 功能化离子液体的制备及相关催化性能 | |
李冬梅
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| Subtype | 博士 |
| Thesis Advisor | 邓友全 |
| 2007-11-16 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 绿色化学研究发展中心 |
| Degree Discipline | 物理化学（含：化学物理） |
| Keyword | 绿色化学 离子液体 Beckmann重排 硅胶包载 催化 Green Chemistry Ionic Liquid Beckmann Rearrangement Silica Gel Confined Catalysis |
| Abstract | 绿色化学(Green Chemistry)，又称环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)或清洁化学(Clean Chemistry)，绿色化学的核心主要包括两方面。其一是用化学的技术和方法去减少甚至不再使用那些对人类健康和生态环境有害的化学品，另一方面则是在生产过程中不产生有毒有害的副产物和废物。其理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，从而不再需要处理废物。反应介质和催化体系是化学反应的两个要素，要实现化学化工的绿色化就要从反应介质和催化体系入手，即使用绿色的介质和催化剂体系。本论文从研究和使用新型、“绿色”的离子液体软材料/介质为切入点并对其在环己酮肟Beckmann重排制备己内酰胺这一重要化工过程中的应用进行了探索。主要内容和结论如下：制备了一系列酸功能化离子液体和硅胶包载酸功能化离子液体催化剂，对其在Beckmann重排反应和脱肟/肟交换中的催化性能进行了探索。研究表明，酸功能化离子液体在硅胶包载以后对于脱肟/肟交换反应展现出了更高的催化性能，以转化数计提高3倍以上。与已有的酸性介质和催化剂体系相比，该催化剂高效、易分离和重复使用，因而更加绿色和环境友好。在合成硅胶包载酸功能化离子液体催化剂的基础上，进一步合成了一系列硅胶包载的常规离子液体催化剂并成功应用于肟交换反应，取得了与硅胶包载酸功能化离子液体相当的催化活性。对经过丙酮回流处理的样品进行红外光谱分析表明，具有较大分子的离子液体如1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐可以被较为牢固的包载在硅胶孔腔中，从而可以实现重复使用。比表面分析发现该硅胶的孔腔为纳米尺度，因此硅胶孔腔包载的离子液体也同时被限制在纳米尺度，即形成了纳米尺度离子液体催化剂。研究了氯磺酸对各种酮肟和醛肟Beckmann重排反应的催化性能，对于具有重要工业应用价值的环己酮肟重排为己内酰胺取得较好的反应结果。同时还详细考察了溶剂种类、反应温度等对环己酮肟Beckmann重排的影响。合成了一系列酸功能化离子液体并研究了其对缩醛反应的催化性能。结果表明，咪唑侧链的酸功能基团可能与咪唑环上的氮正离子有着协同作用，从而大大加快了反应的进行。侧链酸性基团的酸强度则处于次要的地位，有着较弱的影响。遗憾的是，目前还没有明确的表征结果支持我们这一假设。使用天然长链脂肪酸为起始原料合成了一系列新颖的离子液体，进行了核磁、红外、荧光、热重、热分析和元素分析等表征，并对其密度和溶解性能进行了初步研究。结果表明，与以往报道的离子液体相比，该类基于天然脂肪酸的离子液体具有更低的密度（部分小于水）和特殊的溶解性能（部分离子液体可以溶于苯和乙醚）。 |
| Subject Area | 催化化学 |
| Funding Project | 绿色催化课题组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/3040 |
| Collection | 绿色化学研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 李冬梅. 功能化离子液体的制备及相关催化性能[D]. 中国科学院研究生院,2007. |
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| 200761李冬梅.pdf（2774KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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