离子液体溶液体系物性和微观结构研究.pdf

《离子液体溶液体系物性和微观结构研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、InvestigationsonthePhysicalPropertiesandMicroscopicStructuresinIonicLiquidsSolutions⑧byYingjieXuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofScienceDissertationSupervisor：ProfessorHaoranLiDepartmentofChemistryZhejiangUniversityHangzhou，

2、RR．ChinaMarch，2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得滥姿盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。靴敝储戤：*辩醐∥p引月c7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝垄盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

3、，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝’江盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：加1≯年；月q日学位论文作者毕业后去向：{张承∥夕野暖，工作单位：?撇嗍乙通讯地址：{识豇妒扩·研为仲巧仲砂铆乙导师签名：签字日期．排年3月7日电话：ps芦。88；甲8夕刁邮编：；p口。D摘要离子液体溶液体系的宏观物理化学性质与其应用紧密相关，它们是体系微观结构信息的外在表现。因此研究离子液体溶液体系

4、的微观结构和宏观物理化学性质，不仅具有理论研究意义，而且具有实际的应用价值。谱学方法和宏观物性测量是研究离子液体微观结构和性质的有效方法。因此，本文一方面通过实验的方法测定了离子液体溶液体系的基础物性数据，并对其微观结构进行了探索，另一方面结合1HNMR手段研究了离子液体溶液体系的微观结构和相互作用，并在体系谱学性质与宏观性质之间建立了一定的联系。具体工作如下：本论文首先测定了293．15K一313．15K范围内醋酸正丁胺(N4Ac)和硝酸正丁胺(N4N03)离子液体与水、甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇组成的二元溶液

5、体系全浓度范围内的密度和黏度性质。由不同温度下离子液体纯物质的密度数据，获得了热膨胀系数、分子体积和标准熵等物理量。由二元溶液体系的密度和黏度数据分别计算得到了过量摩尔体积(内和混合黏度的变化(△叩)，并采用Redieh—Kister方程关联上述过量性质。俨的研究结果表明，所研究体系的俨值均为负值，而且当离子液体摩尔分数约为0．3时，其值出现了极小值：N4Ac／水和N4N03／水体系中离予液体与水之间的氢键作用较强：而在N4Ac／醇和N4N03／醇体系中，以醇分子填充至离子液体氢键网络结构的效应占主导，并且随着醇

6、分子链长的增加，填充效应依次减弱。在相同条件下，N4N03／水体系的过量摩尔体积绝对值(I萨I)大于N4Ac／水体系的I萨I。卸的研究结果表明，所研究体系的却值均为负值，当离子液体摩尔分数约为0．7时，其值出现了极小值；在相同条件下，N4Ac／水(醇)体系的混合黏度的变化绝对值(IAr／I)大于N4N03／水(醇)体系的IA,71；随着温度的升高，体系的I△叩I逐渐变小，说明体系趋向于理想性。谱学性质和宏观物性都是离子液体溶液体系微观结构的外在表现，如何在两者之间建立桥梁关系是学术界一直关心的问题。为此，本文测定

7、了l一丁基．3．摘要甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体(田mim】BF4)／水(乙醇)体系全浓度范围内的1HNMR化学位移。采用基于局部表面积分数的局部组成模型，分别关联了【Bmim]BF4／水、03mimlBF4／乙醇、l一乙基一3一甲基眯唑四氟硼酸盐离子液体([Emim]BF4)／水和N4N03／TJ(体系中离子液体和溶剂的1HNMR化学位移随体系浓度的变化关系，利用获得的能量参数结合Eyring-UNIQAC黏度方程，直接预测了上述体系的黏度性质，预测结果良好。这样我们就在离子液体溶液体系的谱学性质和黏度性质之间建

8、立了联系。为了深入探索离子液体溶液体系的微观结构，本文采用1HNMR相对化学位移的方法研究了[Emim]BF4离子液体在水化过程中阳离子相对微观结构的变化。结果表明，随着水的加入，咪唑环阳离子上三个芳香质子氢的相对微观结构变化是不一致，与水分子形成氢键的能力顺序为：(C2)H⋯O>(C4)H⋯O>(C5)H⋯O；侧链烷基氢的相对微观结构变化也是不相同的，水分子出现在(C6