功能性離子液體的合成、物化性能表征及應用研究.pdf

1、離子液體是在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的、由離子構成的物質，又稱室溫熔融鹽。離子液體以其良好的導電性、寬的電化學窗口、可以忽略的蒸汽壓和特殊的溶解性等優(yōu)點成為傳統(tǒng)有機溶劑的理想替代品。開展離子液體相關方面的研究工作符合綠色化學發(fā)展的需要，也是近年來世界各國研究者共同關注的課題。 本文首先以咪唑類離子液體為研究對象，用溴代正丁烷與 N-甲基咪唑為原料合成了中間體[BMIm]Br（溴化 1-丁基-3-甲基咪唑鹽），優(yōu)化了季銨化反應條件并

2、對N-甲基咪唑的季銨化的動力學做了研究，得出如下結論: 50℃下，以異丙醇為反應溶劑，得出N—甲基咪唑與鹵代烷反應的總級數(shù)為二，分反應級數(shù)各為一；測得50℃，55℃，60℃時N—甲基咪唑與溴丁烷的反應速率常數(shù)分別為k50=0.0924 m-3 ?(mol·s) -1， k55=0.16919 m-3 ?(mol·s) –1，k60=0.3228 m-3 ?(mol·s) -1，進而計算出反應的活化能為2.18×105J.mol-1；同時

3、，測得N—甲基咪唑與溴乙烷、溴丁烷的反應速率常數(shù)分別為0.29263 m-3 ?(mol·s) –1和0.27455 m-3 ?(mol·s) –1，得出N-甲基咪唑季銨化時鹵代烷鏈越短，季銨化越易進行。 然后，以中間體[BMIm]Br分別與 NaBF4、HPF6進行復分解反應制備了親水性離子液體[BMIm]BF4（四氟硼酸 1-丁基-3-甲基咪唑）和憎水性離子液體[BMIm]PF6（六氟磷酸 1-丁基-3-甲基咪唑）。利用紅外

4、和核磁光譜對[BMIm]Br、[BMIm]BF4、[BMIm]PF6 的結構進行了表征。同時，測定了中間體[BMIm]Br、離子液體[BMIm]BF4、[BMIm]PF6 的吸水性、溶解性、粘度、電導率及電化學性能作了表征。此外，通過兩步法合成了酸性功能性離子液體[BMimSO3H]+TsO-、 [BMImSO3H]+TsO-，并從熔點、溶解性、黏度等方面對其進行了性能測試，發(fā)現(xiàn)磺內酯型離子液體熔點偏高、粘度很大，對其在乙酸正丁酯合成中