含離子液體體系的熱力學(xué)性質(zhì)測定及研究.pdf

1、離子液體是一類完全由陰、陽離子組成的在室溫下呈液態(tài)的熔融鹽。作為一種可以替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的新型物質(zhì)，離子液體的基本物性和應(yīng)用引起了人們的廣泛關(guān)注，是當(dāng)前綠色化學(xué)研究的熱點之一。因此，含離子液體體系熱力學(xué)性質(zhì)的測定和模型化研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。論文選取典型的咪唑基離子液體[BMIM][PF6]和[BMIM][BF4]為主要研究對象，測定并研究了離子液體與有機(jī)化合物混合體系的基礎(chǔ)熱力學(xué)性質(zhì)。 先用振動管密度計測定了離

2、子液體[BMIM][PF6]和[BMIM][BF4]與乙腈，苯和正丙醇不同組成下6個二元物系的密度，計算得出混合物的超額摩爾體積，用RK方程進(jìn)行了回歸，同時發(fā)現(xiàn)有機(jī)溶劑與離子液體有不溶現(xiàn)象。 為了準(zhǔn)確得到有機(jī)溶劑與離子液體間的相互溶解度，本文建立了一套用濁點法測定液體溶解度的裝置，創(chuàng)新性地引入數(shù)碼攝影成像系統(tǒng)，改進(jìn)了傳統(tǒng)濁點法。該法不僅解決了傳統(tǒng)濁點法目測判斷的難點，還在測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面有了提高。測定了離子液體[BMIM][P

3、F6]、[BMIM][BF4]和正丙醇、正丁醇、正戊醇、苯、甲苯、噻吩12個二元體系的溶解度數(shù)據(jù)，并采用NRTL模型對離子液體與醇的二元體系的溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，得到參數(shù)與溫度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，提高回歸結(jié)果，對離子液體與醇的二元體系的方均根偏差均小于0.01。同時通過實驗數(shù)據(jù)，分析了離子液體與有機(jī)溶劑間的相互作用力。 為了將離子液體應(yīng)用于精餾分離過程，同時建立了含離子液體的蒸氣壓的實驗裝置，測定了離子液體[BMIM][PF6]、[BMI

4、M][BF4]和苯、噻吩的4個二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)，并用非電解質(zhì)溶液的NRTL模型關(guān)聯(lián)了含離子液體二元體系的蒸氣壓數(shù)據(jù)，對所有的二元體系關(guān)聯(lián)的平均相對偏差為1.14％。通過實驗數(shù)據(jù)，也可以得到離子液體與有機(jī)溶劑間相互作用力的理論。 離子液體的熔點是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對離子液體的應(yīng)用有重要的意義，但與由于離子液體種類繁多、熔點數(shù)據(jù)不夠全面，使其應(yīng)用受到局限。本論文收集了161個咪唑基離子液體的熔點數(shù)據(jù)，選擇了30個基本基團(tuán)和3