氣體膨脹液體的熱力學(xué)性質(zhì)研究及其在碳納米管功能化修飾中的應(yīng)用.pdf

1、工8S6039Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterGasExpandedLiquids：ThermodynamicPropertyInvestigationandApplicationinMWNTs’FunctionalizationByRuihongQinSupervisor：ProfHongpingLiPhysicalChemi

2、stryChemistryDepartmentMay2010摘要摘要如今，大量溶劑的使用，給人類帶來了沉重的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，尋找一種新的綠色溶劑是解決這一問題的一個(gè)途徑。氣體膨脹液體(GXLs)是最近幾年來才在超臨界流體基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的新型綠色介質(zhì)，它的研究和應(yīng)用具有十分重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值，而了解氣體膨脹液體復(fù)雜多樣的性質(zhì)以及如何讓它為人們所利用仍是我們要解決的難題。據(jù)此，本論文主要圍繞GXLs的溶劑性質(zhì)及其GXLs作為介質(zhì)在碳

3、納米管的功能化修飾方面的應(yīng)用，進(jìn)行了以下二個(gè)方面的工作，內(nèi)容提要如下：GXLs的溶劑性質(zhì)研究：在29815K及31315K下，沿著體系汽液平衡的泡點(diǎn)線，測(cè)定了氣體膨脹液體(C02甲醇)在不同壓力下的體積膨脹系數(shù)，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定了乙酰乙酸乙酯(EAA)在氣體膨脹液體(C02甲醇)中的異構(gòu)化平衡，計(jì)算T002甲醇中EAA的異構(gòu)化平衡常數(shù)(Kc)，研究了EAA的異構(gòu)化平衡常數(shù)隨壓力及溫度的變化規(guī)律。同時(shí)，根據(jù)所得平衡常數(shù)的結(jié)果分析了氣體

4、膨脹液體的溶劑性質(zhì)變化規(guī)律。結(jié)果如下：(1)C02甲醇的體積膨脹系數(shù)(儀)隨壓力增大而增大，低壓時(shí)0c變化不明顯，高壓時(shí)急劇變化；’(2)Kc隨體積膨脹系數(shù)(or)的增大而增大，伍較小時(shí)Kc隨之變化不明顯，較大時(shí)Kc急劇增大；(3)由Kc的變化趨勢(shì)可分析出，C02甲醇混合體系的極性隨C02含量的增大而逐漸減弱。GXLs作為介質(zhì)在碳納米管的聚合物功能化修飾方面的應(yīng)用：我們利用氮氧穩(wěn)定自由基聚合法合成了一系列不同分子量(2169，17290

5、，29900)的聚4乙烯基吡啶(P4VP)，然后將聚4乙烯基吡啶與多壁碳納米管(MWNT)充分混合后，置于C02／DMF的氣體膨脹液體(GXLs)中，根據(jù)C02一DMF混合流體的氣液平衡數(shù)據(jù)，我們考察了125℃等溫條件下，GXLs中C02壓力的變化，對(duì)碳納米管上的聚合物接枝率的影響。拉曼光譜、熱重和透射電鏡的分析顯示：(1)我們成功地在GXLs中實(shí)現(xiàn)了P4VP對(duì)多壁碳納米管的功能化修飾，修飾后的MWNT既可分散于有機(jī)溶劑中(eg：二氯苯