咪唑離子液體在溶液中的簇集和微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、室溫離子液體是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型介質(zhì)和功能材料。由于離子液體具有蒸氣壓低、不揮發(fā)且對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn),使其成為傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的最佳替代物,并已在化學(xué)合成、催化、生物化學(xué)、萃取分離、材料制備等諸多領(lǐng)域展示出了廣闊的應(yīng)用前景。作為國(guó)家自然科學(xué)基金資助課題(No.20873036)的一部分,本文的豐要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.利用電導(dǎo)、熒光和動(dòng)態(tài)光散射等方法研究了有機(jī)添加劑(乙二醇、二甲亞砜、二甘醇、三甘醇、甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇

2、、正丙醇和丙酮)對(duì)離子液體[C12mim]Br在水中簇集行為的影響。結(jié)果表明,這些有機(jī)添加劑都降低了離子液體的簇集能力,這可以通過(guò)其烷基鏈的疏溶劑效應(yīng)來(lái)解釋。烷基鏈的疏溶劑能力可以用烷基鏈的疏溶劑參數(shù)來(lái)定量描述,疏溶劑參數(shù)越小,烷基鏈與溶劑間的相互作用越強(qiáng),從而不利于離子液體的簇集。因此,可以通過(guò)改變?nèi)軇┑氖枞軇﹨?shù)的大小來(lái)調(diào)控離子液體的簇集行為。
　　 2.在298.15 K利用熒光、表面張力和核磁共振等方法測(cè)定了[Cnmim

3、]Br(n=6,8,10,12,14)在較寬濃度范圍內(nèi)的簇集體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變濃度,并利用動(dòng)態(tài)光散射和透射電鏡技術(shù)測(cè)定了簇集體的尺寸分布和簇集體的形貌。分析了離子液體的濃度和烷基鏈的長(zhǎng)度對(duì)離子液體簇集體微觀結(jié)構(gòu)的影響,且利用堆積參數(shù)P的概念預(yù)測(cè)了不同簇集體結(jié)構(gòu)的形成。研究結(jié)果表明,對(duì)于離子液體[C10mim]Br、[C12mim]Br和[C14mim]Br,陽(yáng)離子烷基鏈的長(zhǎng)度對(duì)離子液體簇集體的結(jié)構(gòu)基本上沒(méi)有影響,但對(duì)簇集體的尺寸有一定的影響。

4、隨著離子液體濃度的增大,其簇集體的結(jié)構(gòu)發(fā)生了從球形膠束→柱狀膠束→囊泡的轉(zhuǎn)變。
　　 3.利用核磁共振、動(dòng)態(tài)光散射、一維紅外和二維紅外相關(guān)分析等方法研究了體系的溫度和離子液體的濃度對(duì)[C4mim][BF4]在水中微觀結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著離子液體濃度的增大或體系溫度的降低,簇集體的尺寸增大。當(dāng)離子液體的濃度低于其臨界簇集濃度時(shí),隨著體系溫度的降低,水分子優(yōu)先與離子液體的陰離子相互作用,然后再與陽(yáng)離子作用;對(duì)于濃度高于臨界