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离子液体作为新型的煤炭阻燃剂，可通过破坏煤中的活性官能团，从根本上解决煤自燃的问题。采用两步法合成了4种阴离子不同的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟化盐([BMIM][F]，Ⅰ)、1-丁基3-甲基咪唑三氟乙酸盐([BMIM][CF3COO]，Ⅱ)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4]，Ⅲ)和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF6]，Ⅳ)。通过核磁共振(NMR)和红外光谱(FTIR)对其进行了表征，结果表明核磁共振和红外光谱各吸收峰与目标离子液体相同。将4种离子液体与新疆褐煤在50℃条件下作用8 h，利用热重技术研究了离子液体中阴离子对新疆褐煤的阻燃性能，发现经离子液体处理后，煤样的干裂温度点、着火点和最大失重速率点均增大，自燃过程的失重百分比均减小，4种阴离子对煤的阻燃能力大小为[PF6]->[BF4]->[CF3COO]->[F]-，此顺序与阴离子中氟原子数量和离子半径从大到小的变化规律一致，原因是阴离子中氟原子数量越多，对-OH的诱导效应越强;且离子半径越大，与诱导产生的H+结合能力越强，阴离子的破坏能力也就越强。其中阻燃效果最好的Ⅳ将煤样的干裂温度点由145.8℃提高到173.4℃，着火点由349.6℃提高到380.2℃，最大热失重速率点由440.0℃提高到480.0℃，自燃过程的失重百分比由92.3%降低到80.7%。红外光谱显示，离子液体处理后煤样中的羟基官能团含量相比于原煤均降低，说明离子液体通过破坏煤中的羟基官能团达到阻燃的目的，破坏能力大小顺序为Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ。结果可为设计阻燃效果更佳的离子液体提供借鉴。

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《咪唑类离子液体中阴离子对新疆褐煤阻燃性能》

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文件号：174089

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