本文關(guān)鍵詞：氣體在離子液體中溶解度的實驗測量與理論計算　出處：《西安交通大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：離子液體被認為是可以替代傳統(tǒng)有機溶劑的一種新型綠色溶劑。氣體在離子液體中的溶解度以及離子液體的密度和黏度是離子液體在氣體吸收、儲運等方面應(yīng)用時必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于目前已合成和潛在被合成的離子液體數(shù)目巨大,如何篩選出對氣體溶解度最高的離子液體是應(yīng)用離子液體對氣體進行吸收和儲運時首先要解決的問題。另外離子液體的黏度較高,限制了離子液體在工業(yè)上應(yīng)用,如何降低離子液體的黏度也是應(yīng)用離子液體時要解決的關(guān)鍵問題之一。因此本文首先利用量子力學(xué)方法篩選出了對多種工業(yè)中常用氣體溶解度最高的離子液體,對其黏度、密度和氣體在其中的溶解度開展了實驗和理論研究,并對如何降低這種離子液體的黏度進行了探討。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:1.利用COSMO-RS方法預(yù)測了二氧化碳、氧氣、氪氣、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷在665種離子液體中的亨利系數(shù),篩選出了對這些氣體溶解度最高的離子液體—[P(14)666][TMPP]。2.基于等體積飽和法搭建了測量氣體在離子液體中溶解度的實驗系統(tǒng),并對該實驗系統(tǒng)的可靠性進行了驗證。利用氣體溶解度實驗系統(tǒng)對二氧化碳、氧氣、氪氣、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯在[P(14)666][TMPP]中的溶解度進行了測量。通過比較發(fā)現(xiàn),[P(14)666][TMPP]對這些氣體的溶解度高于文獻中其他的離子液體,而且[P(14)666][TMPP]具有與文獻中其他離子液體不同的性質(zhì):乙烷在其中的溶解度高于乙烯。3.利用旋轉(zhuǎn)法黏度計和振動管密度計測量了四種四烷基磷雙(2,4,4-三甲代戊基)膦酸[P(14)666][TMPP]、[P4444][TMPP]、[P1444][TMPP]和[P8111][TMPP]的黏度和密度。與文獻中其他離子液體不同,這類離子液體的黏度不隨陽離子烷基鏈中碳原子個數(shù)的增長而增長,密度不隨陽離子烷基鏈中碳原子個數(shù)的增長而降低。為了降低[P(14)666][TMPP]的黏度,使用一種低黏度離子液體[BHMIM][AC]作為稀釋劑。加入一定量的[BHMIM][AC]可以大幅度地降低[P(14)666][TMPP]的黏度,同時保證[P(14)666][TMPP]對二氧化碳、氧氣、氪氣、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯具有較高溶解度。4.對Krichevsky-Kasarnovsky方程進行了改進,提高了它的預(yù)測能力,進而提出了一種混合法則,將改進的Krichevsky-Kasarnovsky方程拓展到氣體在離子液體混合中溶解度的計算。改進的Krichevsky-Kasarnovsky方程對二氧化碳、氪氣、氧氣、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯在[P(14)666][TMPP]、[P4444][TMPP]、[P8111][TMPP]和[BHMIM][AC]及[P(14)666][TMPP]與[BHMIM][AC]混合物中溶解度的計算值與實驗值吻合良好。
[Abstract]:The solubility of gas in ionic liquids and the solubility of ionic liquids in the ionic liquids have been measured . The results show that the solubility of ionic liquids is higher than that of other ionic liquids .

【學(xué)位授予單位】：西安交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O645.12

【參考文獻】

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本文編號：1363408