【摘要】：離子液體由于其熱穩(wěn)定性、可設(shè)計(jì)性、低蒸汽壓等優(yōu)良的物化性質(zhì),正廣泛應(yīng)用于化學(xué)及化工的各個(gè)領(lǐng)域。其中最重要的應(yīng)用之一就是生物質(zhì)的預(yù)處理。有研究報(bào)道離子液體形成氫鍵的能力直接決定了其在生物質(zhì)預(yù)處理中的效果,因此,尋找能與生物質(zhì)形成強(qiáng)氫鍵相互作用的離子液體就成了熱門的研究方向。羥乙基類離子液體由于存在單個(gè)或多個(gè)羥基,為氫鍵的形成提供了良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。其合成步驟簡(jiǎn)單,無(wú)副產(chǎn)物生成,且成本較低,適用于大規(guī)模應(yīng)用,為離子液體預(yù)處理生物質(zhì)提供了可能。本文中,通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成了 15種羥乙基胺磺酸鹽離子液體,并用核磁共振技術(shù)和紅外光譜等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和純度進(jìn)行了確證。同時(shí),研究了它們的物化性質(zhì)的變化規(guī)律,包括:熔點(diǎn)(Tm)、初始分解溫度(Td)、密度(ρ)、粘度(η)和電導(dǎo)率(σ)等。結(jié)果表明,離子液體的物性與其結(jié)構(gòu),特別是陰陽(yáng)離子的相互作用密切相關(guān)。此外,測(cè)定了系列離子液體在水溶液中的解離常數(shù)(pKa)。結(jié)果表明,所有離子液體的pKa均大于7,并且陽(yáng)離子是決定其解離常數(shù)的關(guān)鍵。這些數(shù)據(jù)對(duì)于理解該類型離子液體的物性變化規(guī)律和其潛在應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí),前期的研究結(jié)果表明,N-甲基二乙醇胺甲烷磺酸鹽([MDEA][mesy])具有良好的木質(zhì)素溶解能力,在生物質(zhì)預(yù)處理中顯示巨大的應(yīng)用潛力。為了深入地了解其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系,促進(jìn)其在工業(yè)上的進(jìn)一步應(yīng)用,很有必要獲得更多的物理化學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)。在本研究中,在298.15至323.15 K的溫度下,研究了[MDEA][mesy]+溶劑(水、甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇)混合物在全摩爾組成的密度(ρ)和粘度(7)。用經(jīng)驗(yàn)多項(xiàng)式方程和Vogel--Fucher-Tammen方程分別擬合了這五種二元混合物的密度和粘度數(shù)據(jù)。同時(shí),用Redlich-Kister方程計(jì)算并關(guān)聯(lián)了五種二元混合物的過量摩爾體積(VE)和粘度偏差(Δη)。此外,計(jì)算了[MDEA][mesy]和溶劑的表觀摩爾體積(Vφ)、無(wú)限稀釋溶液中的表觀摩爾體積(Vφ∞)以及偏摩爾體積(V),并從二元混合物的結(jié)構(gòu)和相互作用的角度討論了這些變化規(guī)律。1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)及其二元或三元體系表現(xiàn)出了良好的生物質(zhì)溶解效果。并且作為中間化合物,在其它更為復(fù)雜的咪唑類離子液體的合成中占有重要地位。然而離子液體標(biāo)準(zhǔn)品的缺失,給實(shí)驗(yàn)和定量分析帶來(lái)了不小的障礙。因此,本文基于前人的研究工作,以[Bmim]Cl為研究對(duì)象,通過控制反應(yīng)條件和提純方法,最終得到了[Bmim]Cl晶體。通過X射線單晶衍射得到了其三維空間點(diǎn)陣及晶胞參數(shù)。通過核磁共振、傅里葉變換紅外光譜和高分辨質(zhì)譜等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確證,并分析了反應(yīng)原料等雜質(zhì)存在的可能性。利用高效液相色譜和離子滴定對(duì)其純度進(jìn)行了初步的分析,并與國(guó)內(nèi)外產(chǎn)[Bmim]Cl進(jìn)行對(duì)比,證明其HPLC峰面積比純度大于99.5%。該項(xiàng)工作為后續(xù)[Bmim](Cl標(biāo)準(zhǔn)品的制備奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ413

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 作霖;;工業(yè)用新材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];材料導(dǎo)報(bào);1988年20期

2 夏麗云,張福元;天然氣物性研究與量值傳遞[J];石油與天然氣化工;1989年03期

3 劉新華;結(jié)構(gòu)—物性研究中的方法和模型[J];德州學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期

4 彭英才,何宇亮;PECVD生長(zhǎng)nc-Si:H薄膜的結(jié)構(gòu)與物性研究[J];量子電子學(xué)報(bào);1998年01期

5 郭菁;邢鵬飛;李峰;趙培余;趙靜;涂贛峰;祁陽(yáng);;單晶硅\多晶硅切割廢料的物性研究[J];中國(guó)有色金屬;2011年S2期

6 王惠靜;文旭;;及物性研究:回顧與思考[J];西安外國(guó)語(yǔ)大學(xué)學(xué)報(bào);2017年01期

7 連業(yè)良,解韞青;鈦膠的制備及其物性研究[J];精細(xì)化工;1993年04期

8 郭武林;介紹國(guó)外關(guān)于高溫高壓巖(礦)石物性研究方面的幾本新書[J];物探與化探;1983年01期

9 張勝楠;;駕26井區(qū)儲(chǔ)層物性研究[J];化工管理;2017年07期

10 徐風(fēng)廣;粉煤灰中漂珠的物性研究與應(yīng)用[J];中國(guó)礦業(yè);2002年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 段磊;趙建發(fā);靳常青;;層狀銅氧化物高溫超導(dǎo)體CuBa_2Ca_2Cu_3O_(8+x)的高壓制備和物性研究[A];中國(guó)晶體學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨會(huì)員代表大會(huì)（極端條件晶體材料分會(huì)）論文摘要集[C];2016年

2 沈宇綱;黃冬平;張春路;丁國(guó)良;;410A和R407C簡(jiǎn)化物性研究[A];上海市制冷學(xué)會(huì)一九九九年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1999年

3 于美香;于美榮;馮緒勝;穆勁;;含陽(yáng)離子取代基酞菁與甲基橙復(fù)合膜的組裝及光致變色物性研究[A];第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

4 申旭東;殷云宇;周龍;龍有文;;高溫高壓合成的多晶材料BiMn_3Mn_2Ni_2O_(12)的結(jié)構(gòu)及物性研究[A];中國(guó)晶體學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨會(huì)員代表大會(huì)（極端條件晶體材料分會(huì)）論文摘要集[C];2016年

5 張志厚;劉國(guó)興;;鉆孔巖芯的物性研究在電法區(qū)分巖性凍土中的作用[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十三屆年會(huì)論文集[C];2007年

6 劉丹陽(yáng);徐首紅;劉洪來(lái);;含偶氮苯糖脂脂質(zhì)體的物性研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十五屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文集（第五分會(huì)）[C];2015年

7 李曉光;章根強(qiáng);汪偉;余慶選;;熱電納米線及其陣列的調(diào)制生長(zhǎng)和物性研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

8 羅鴻i>;金恩慶;李善柱;修煜;;彩色照相材料中的穩(wěn)定劑[A];中國(guó)感光學(xué)會(huì)第六次全國(guó)感光（影像）科學(xué)大會(huì)暨第五屆青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2001年

9 馬麥寧;白武明;;高溫高壓下常見地殼巖石物性研究[A];2001年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十七屆年會(huì)論文集[C];2001年

10 陳元生;;超常物性研究與食品加工技術(shù)[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)包裝與食品工程分會(huì)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1995年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 本報(bào)通訊員 沈鋼邋本報(bào)記者 耿聯(lián);堅(jiān)定信心 再創(chuàng)輝煌[N];新華日?qǐng)?bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王偉鵬;幾種強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系材料的結(jié)構(gòu)與物性研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所);2018年

2 潘書生;氮摻雜SnO_2薄膜生長(zhǎng)與物性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（合肥物質(zhì)科學(xué)研究院）;2007年

3 李維學(xué);碳納米管/鎂基復(fù)合材料的制備與物性研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

4 曹立朋;A-Cr-O相關(guān)化合物的高壓合成和物性研究[D];北京科技大學(xué);2017年

5 賀樹敏;ZnO基磁性半導(dǎo)體和多鐵性氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的外延制備與物性研究[D];山東大學(xué);2012年

6 賈紅英;Heusler合金體系中幾種高自旋極化材料的探索與物性研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

7 秦俊紅;對(duì)中篇小說(shuō)《饑餓》中女性主義特征的及物性研究[D];山東大學(xué);2009年

8 馮磊;幾類Ti_2基半金屬材料的物性研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

9 戴鵬;無(wú)機(jī)光電功能復(fù)合材料的制備及物性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

10 祖琳;3d金屬三元氮化物ANM_3(M=Cr,Co)的制備與物性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蔡光明;生物質(zhì)預(yù)處理用離子液體的制備及物性研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所);2019年

2 趙健;層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)Sr_3Fe_2O_（7-δ）的制備及物性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

3 楊蕾;含雜原子的有機(jī)功能性分子的合成及物性研究[D];東華大學(xué);2013年

4 武曉飛;陀思妥耶夫斯基作品中的物性研究[D];蘭州大學(xué);2016年

5 胡杰娜;新型功能性棒—線型衍生物及其Pt（Ⅱ）配合物的合成與物性研究[D];東華大學(xué);2013年

6 李宗堯;非催化襯底上石墨烯的直接生長(zhǎng)與物性研究[D];蘇州大學(xué);2017年

7 劉茜;商務(wù)英語(yǔ)談判中的及物性研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

8 李勇;新型復(fù)合磁彈性材料的制備與物性研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

9 樸云峰;ZrO_2摻雜Al_2O_3陶瓷的結(jié)構(gòu)和物性研究[D];吉林大學(xué);2004年

10 甘民芳;新型功能性六芳基苯衍生物：六[3-（3’-噻吩基）苯基]苯衍生物的合成及其物性研究[D];東華大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2762451