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绿色化学是当今化学领域的热点课题之一,离子液体作为绿色溶剂受到广泛关注。在实际应用中,离子液体一般与其他物质共存,因此研究离子液体混合体系中的物理化学性质具有重要的理论和实际意义。本论文在此方面开展了一些工作,主要研究内容和结果如下:
1.利用紫外光谱研究了298.15 K下离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])和1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])与常用溶剂混合体系的微观极性,探讨了离子液体在探针分子周围的聚集行为;考察了不同分子溶剂对离子液体电导行为的影响,并结合紫外光谱、动态光散射等手段研究了离子液体的聚集行为,结果表明,离子液体的聚集行为与分子溶剂的极性密切相关。
2.在298.15 K下,测定了[bmim][PF6]、[bmim][BF4]与不同分子溶剂所形成溶液的电导率,发现在一定浓度范围内分子溶剂的加入能大大提高离子液体的摩尔电导率。提出了计算离子液体在有机溶剂中摩尔电导率的经验方程。根据此方程,用纯离子液体的摩尔电导率、分子溶剂的摩尔分数、分子溶剂的介电常数及摩尔体积,即可计算混合体系的摩尔电导率,计算值与实验值一致性较好。
3.298.15 K下,系统研究了不同组成的水、有机溶剂和三种离子液体[bmim][PF6]、[bmim][BF4]和[bmim][CF3CO2](1-丁基-3-甲基-咪唑三氟乙酸盐)混合体系的密度、粘度和电导率。利用Nernst-Einstein方程分析了水和有机溶剂对离子液体解离度的影响。结果表明,由于水的高极性和形成氢键的能力,能显著促进离子液体的解离,而所有有机溶剂都促进离子液体的聚集,聚集程度与溶剂极性有关。
4.利用紫外光谱法测定了含氨基离子液体的Br(o)nsted碱性,首次对离子液体碱性进行了定量描述,并提出了利用CO2可逆调节离子液体碱性的新方法。离子液体在1常压下的CO2平衡后,碱性大幅度下降;在加热条件下经真空处理或N2鼓泡,离子液体的碱性可恢复。