【摘要】：近年來,離子液體憑借其獨特性能受到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。吡啶基離子液體是一種典型的離子液體,它不僅具有離子液體的特性,而且還具有成本低、毒性低以及很好的二氧化硫吸附能力。醚基在咪唑陽離子的引入,會賦予了離子液體特殊的性質(zhì),為進一步研究醚基離子液體的特質(zhì),設計合成了一種含醚基功能基團的疏水型離子液體。在純離子液體中加入溶劑等物質(zhì)后,能夠改變離子液體的微觀結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)。因而,離子液體二元混合體系的研究既是對離子液體可設計性的有效補充,而且還拓展了離子液體的應用范圍。為此,本論文開展了如下工作:1.利用復分解法合成了三種離子液體:1-乙基-吡啶二氰胺鹽[C_2py][DCA]、1-丁基-吡啶二氰胺鹽[C_4py][DCA]和1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲基磺酸亞胺鹽[MOEMIM][NTf_2]。分別用核磁共振氫譜(~1H NMR)、核磁共振碳譜(~(13)C NMR)、和元素分析(EA)對所合成的三種離子液體進行了表征,確定所合成產(chǎn)物為目標離子液體。2.首次在288.15K-318.15K溫度范圍內(nèi)間隔5K測定了全濃度范圍內(nèi)(即摩爾分數(shù)x_1=0.0000~1.000)[C_2py][DCA]與醇(乙醇、正丙醇和異丙醇)、[C_4py][DCA]與醇(乙醇、正丙醇和異丙醇)和[MOEMIM][NTf_2]與醇(甲醇和乙醇)二元混合物的密度、表面張力和粘度值。3.對二元混合物的體積性質(zhì)展開討論,發(fā)現(xiàn)平均摩爾體積隨著離子液體摩爾分數(shù)的增加而增大,隨溫度的升高而變大。采用Redlich-Kister方程,將超額體積對摩爾分數(shù)作圖,深入的討論離子液體與醇分子間的相互作用力。在全濃度范圍內(nèi),超額摩爾體積均為負值,在最低點時離子液體分子與醇分子間的作用力最強。離子液體與醇分子間的相互作用力不僅與醇類的極性有關,也與離子液體的極性有關。另外,二元混合物的超額摩爾體積隨著溫度的升高而變小。4.本論文在改進李以圭溶液表面模型基礎上,首次提出了全濃度范圍內(nèi)二元混合體系表面張力的熱力學模型,得到二元混合物的摩爾表面Gibbs自由能g_s新函數(shù)。在此基礎上,對二元混合物的表面性質(zhì)展開討論,超額摩爾表面Gibbs自由能g_s~E在全濃度范圍內(nèi)均為負值,在最低點時,二元混合物的g_s~E最小,此時,離子液體在混合物中的表面作用力最強。5.在摩爾表面Gibbs自由能g_s的基礎上,首次將新的E?tv?s方程成功推廣于離子液體與醇的二元混合物,與傳統(tǒng)的E?tv?s方程相比,新E?tv?s方程的每一個參數(shù)都有明確的物理意義。6.盡管粘度偏差Δη能反應實際混合與理想混合粘度的偏差,但是它無法與超額粘滯流動的活化Gibbs自由能建立關聯(lián),為此在本文首次提出二元混合物的相對粘度η_r新概念,得到二元混合物的超額粘滯流動的活化Gibbs自由能ΔG~(≠E)的計算公式。利用Redlich-Kister方程,將計算得到的超額粘滯流動的活化Gibbs自由能ΔG~(≠E)和摩爾分數(shù)x_1的關系進行了關聯(lián)。7.根據(jù)擬合后得到的Redlich-Kister方程參數(shù)A_i,首次提出了半經(jīng)驗估算二元混合物任何組成的平均摩爾體積、表面張力和粘度的新方法。通過比較發(fā)現(xiàn),預測值與實驗值較好的一致。
【圖文】：

圖 1.1 API-ILs 結(jié)合的三種類型Figure 1.1 Types of A-C for combining of API-ILs3．在生物能源的方面
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O645.1

【參考文獻】

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本文編號：2670485