離子液體溶液體系物性和微觀結(jié)構(gòu)研究

1、I n v e s t i g a t i o n so n t h e P h y s i c a l P r o p e r t i e sa n dM i c r o s c o p i c S t r u c t u r e si nI o n i cL i q u i d sS o l u t i o n s⑧b yY i n g j i eX uS u b m i t t e d i nP a r t i a lF u l

2、f i l l m e n t o f t h e R e q u i r e m e n t sf o r t h eD e g r e eo f D o c t o r o fS c i e n c eD i s s e r t a t i o nS u p e r v i s o r ：P r o f e s s o r H a o r a nL iD e p a r t m e n t o f C h e m i s t r y

3、Z h e j i a n gU n i v e r s i t yH a n g z h o u ，RR ．C h i n aM a r c h ，2 0 1 2摘要摘要離子液體溶液體系的宏觀物理化學性質(zhì)與其應用緊密相關，它們是體系微觀結(jié)構(gòu)信息的外在表現(xiàn)。因此研究離子液體溶液體系的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀物理化學性質(zhì)，不僅具有理論研究意義，而且具有實際的應用價值。譜學方法和宏觀物性測量是研究離子液體微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的有效方法。因此，本文一方面通過

4、實驗的方法測定了離子液體溶液體系的基礎物性數(shù)據(jù)，并對其微觀結(jié)構(gòu)進行了探索，另一方面結(jié)合1 HN M R 手段研究了離子液體溶液體系的微觀結(jié)構(gòu)和相互作用，并在體系譜學性質(zhì)與宏觀性質(zhì)之間建立了一定的聯(lián)系。具體工作如下：本論文首先測定了2 9 3 ．1 5K 一3 1 3 ．1 5 K 范圍內(nèi)醋酸正丁胺( N 4 A c ) 和硝酸正丁胺( N 4 N 0 3 ) 離子液體與水、甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇組成的二元溶液體系全濃度范圍內(nèi)的密度和

5、黏度性質(zhì)。由不同溫度下離子液體純物質(zhì)的密度數(shù)據(jù)，獲得了熱膨脹系數(shù)、分子體積和標準熵等物理量。由二元溶液體系的密度和黏度數(shù)據(jù)分別計算得到了過量摩爾體積( 內(nèi)和混合黏度的變化( △叩) ，并采用R e d i e h —K i s t e r 方程關聯(lián)上述過量性質(zhì)。儼的研究結(jié)果表明，所研究體系的儼值均為負值，而且當離子液體摩爾分數(shù)約為0 ．3 時，其值出現(xiàn)了極小值：N 4 A c ／水和N 4 N 0 3 ／水體系中離予液體與水之間的氫鍵作

6、用較強：而在N 4 A c ／醇和N 4 N 0 3 ／醇體系中，以醇分子填充至離子液體氫鍵網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的效應占主導，并且隨著醇分子鏈長的增加，填充效應依次減弱。在相同條件下，N 4 N 0 3 ／水體系的過量摩爾體積絕對值( I 薩I ) 大于N 4 A c ／水體系的I 薩I 。卸的研究結(jié)果表明，所研究體系的卻值均為負值，當離子液體摩爾分數(shù)約為0 ．7 時，其值出現(xiàn)了極小值；在相同條件下，N 4 A c ／水( 醇) 體系的混合黏度的變