咪唑類離子液體在有機(jī)溶劑中的溶劑化和簇集行為研究.pdf

1、作為一種環(huán)境友好型功能材料，室溫離子液體已成為近年來研究的熱點(diǎn)課題之一。由于綠色化學(xué)的興起所帶來的歷史性機(jī)遇及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對傳統(tǒng)材料和生產(chǎn)過程提出的挑戰(zhàn)，使室溫離子液體的研究迅速崛起并已在化學(xué)合成、催化、生物化學(xué)、萃取分離、材料制備等諸多領(lǐng)域展示出了廣闊的應(yīng)用前景。但是，關(guān)于室溫離子液體+分子溶劑混合物體系的基本物理化學(xué)性質(zhì)以及它們隨混合物組成和體系溫度變化規(guī)律的研究非常有限。對于室溫離子液體的簇集行為以及混合體系的基本物理化學(xué)性質(zhì)研究

2、，有助于對室溫離子液體在許多方面表現(xiàn)出的特性做出合理的解釋，從而為室溫離子液體的分子設(shè)計和進(jìn)一步應(yīng)用提供理論依據(jù)。作為國家自然科學(xué)基金資助課題(No.20573034)研究的一部分，本文的主要研究內(nèi)容如下： 1.在298.15K，利用Wayne-Kerr6430B數(shù)字電導(dǎo)率儀，測定了較低濃度范圍內(nèi)[Cnmim]Br(n=8，10，12)在三種有機(jī)溶劑(乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜)中的電導(dǎo)率，計算了這些室溫離子液體在

3、有機(jī)溶劑中的極限摩爾電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，決定離子液體在有機(jī)溶劑中的極限摩爾電導(dǎo)率的因素主要是離子液體陽離子烷基鏈的長度和溶劑的粘度。 2.在298.15K，利用Anton Paar DMA60/602振動管數(shù)字密度計，分別測定了較低濃度范圍內(nèi)離子液體[Cnmim]Br(n=8，10，12)與有機(jī)溶劑(乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜)形成的二元混合物的密度數(shù)據(jù)，計算了這些離子液體在三種有機(jī)溶劑中的標(biāo)準(zhǔn)偏摩爾體積，討論了

4、這些體系中離子液體和溶劑分子之間的相互作用，結(jié)果表明離子液體和溶劑間的作用強(qiáng)度與有機(jī)溶劑的分子結(jié)構(gòu)及離子液體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 3.在298.15K，測定了在較寬濃度范圍內(nèi)[Cnmim]Br(n=8，10，12)在乙腈、甲酰胺、乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜五種有機(jī)溶劑中的電導(dǎo)率和離子液體+有機(jī)溶劑二元體系的密度數(shù)據(jù)，計算了這些離子液體的臨界簇集濃度及簇集過程中的物理化學(xué)量。研究表明：離子液體的簇集與離子液體烷基鏈的長度和

5、溶劑的介電常數(shù)有密切關(guān)系。 4.在較低濃度范圍內(nèi)精確測定了[Cnmim]Br(n=8，10，12)+二甲基亞砜在不同溫度(293.15K、298.15K、303.15K、308.15K、313.15K)下的密度數(shù)據(jù)，考察了離子液體的極限表觀摩爾體積，極限表觀摩爾膨脹系數(shù)分別隨溫度的變化。研究結(jié)果表明：在給定溫度下，混合物的密度隨離子液體的質(zhì)量摩爾分?jǐn)?shù)的增加呈線性變化，而離子液體的極限表觀摩爾膨脹系數(shù)隨溫度的升高而逐漸減小，并隨著