質(zhì)子型離子液體醋酸銨的離子率及平衡研究.pdf

1、質(zhì)子型離子液體是由質(zhì)子從陰離子轉(zhuǎn)移至陽離子所形成，但質(zhì)子的不完全轉(zhuǎn)移會(huì)導(dǎo)致在此類離子液體中存在著不可忽略的分子態(tài)物質(zhì)，從而與形成的離子組成化學(xué)平衡。目前，因?yàn)闆]有適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)手段和方法來區(qū)分并定量質(zhì)子型離子液體中的分子和離子，所以離子率（離子含量）的研究大多是定性的，鮮有定量的。在本論文中，我們運(yùn)用紅外光譜方法對(duì)醋酸銨型離子液體的離子率和平衡進(jìn)行了研究，并將離子率數(shù)據(jù)運(yùn)用到離子液體中化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算中。
　　在醋酸銨的紅外光譜圖1

2、200-1800 cm-1范圍內(nèi)，我們可以區(qū)分出分子態(tài)和離子態(tài)的羰基振動(dòng)峰。通過不同濃度比的醋酸鈉/醋酸溶液建立紅外特征峰面積對(duì)基團(tuán)量的關(guān)系校正曲線，計(jì)算出了醋酸銨型離子液體的分離子率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:醋酸伯銨和醋酸仲銨的離子含量高達(dá)90％，而醋酸叔銨中的離子含量卻低于20％，對(duì)比于強(qiáng)酸銨（三氟乙酸三丙銨）高達(dá)100％的離子率，說明陰陽離子的△pKa值越大，離子率越高。當(dāng)△pKa值相近時(shí)，如醋酸銨質(zhì)子型離子液體，它們的離子率主要取決于陽離

3、子胺的空間結(jié)構(gòu)，即烷基鏈越多，陰離子中的質(zhì)子越不容易轉(zhuǎn)移至陽離子，導(dǎo)致大量分子態(tài)物質(zhì)存在于多烷基鏈的醋酸叔銨中。在此研究過程中，紅外光譜方法展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，加上模擬溶液建立校正曲線的思路，有助于我們對(duì)其他類型離子液體離子率的計(jì)算。
　　離子率低于20％的醋酸叔銨型離子液體，在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)分層現(xiàn)象。基于1HNMR核磁共振表征結(jié)果，我們推測體系中離子液體的量超出分子態(tài)胺和酸對(duì)其溶解度，從而導(dǎo)致分層。換句話說，在此分層體系中不僅包括分子、離