醚基阳离子功能化离子液体热力学性质及分子间相互作用的研究
发布时间：2021-09-19 00:37
离子液体（Ionic liquids）指由有机大分子构成的阳离子与无机或有机结构的阴离子组成的在室温下呈液态的盐。离子液体具蒸汽压低、化学性质稳定、溶解性强、不易挥发、电化学性质稳定、可以循环利用等优点。然而,大部分离子液体的粘度较高,导致其输运性能较弱,在一定程度上限制了它的应用范围,通过查阅资料和前期工作发现将离子液体与特定的有机溶剂组成混合体系,可以在一定程度上改善其输运性能。此外,根据离子液体可设计的特点可在混合体系构成之初对体系的物化性质进行设计和预测,以便得到所需的目标离子液体。本论文合成了两种含有不同阳离子的醚基功能化离子液体,1-乙基甲基醚-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[MOEmim][NTf2]）、N-乙基甲基醚-3-甲基吡啶双三氟甲磺酰亚胺盐（[MOEmpy][NTf2]）,并选择了特定溶剂乙腈（AN）和4-羟基丁酸内酯（GBL）,将离子液体与溶剂按比例分别混合形成四种混合体系,并对纯离子液体及4种混合体系在不同温度下的热力学性质进行了测定,如密度、粘度、电导率等。对于纯离子液体的热力学性质,根据经验或半经验方程对一些...
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
对含有(A)1-n-烷基-3-甲基咪唑和(B)n-烷基铵阳离子的盐体系的正构烷烃的数据进行了比较
N-,pink+).Note,datapointsforzerocarbonatomsin(B)correspondtotheNH4[X]salt.1.2.2离子液体的分类与溶剂一样，离子液体通常是根据化学结构来分类的。潜在的离子液体的数量是巨大的，这使得离子液体的分类具有挑战性，对于一个给定的离子液体，多种定义方法都是合适的，但分类方法却不同。质子型和非质子型离子液体是两种最常见的离子液体类型，这是基于质子和非质子的分子溶剂之间的不同进行分类的。Davis[12]等人用一个质子电荷中心和一个非质子电荷中心对双中心阳离子离子液体进行了分类，使两种阳离子都可以看出来。图1-2是一些典型的阴离子和阳离子化学结构。图1-2一些常见的阴、阳离子结构。从左至右，阳离子(顶行)包括:铵、吡咯烷、1-甲基-3-烷基咪唑、1,3-双[3-甲基咪唑-1-基]烷烃;(第二行)膦，吡啶，聚(二烯丙基二甲铵)，金属(M+)阴离子包括(第三行)卤化物、甲酸盐、硝酸盐、硫酸氢、七氟丁酸、双(全氟甲基磺酰)亚胺、四氟硼酸盐、(底行)硫氰酸盐、六氟磷酸、三氟(五氟乙基)三氟磷酸、双氰胺、聚(膦酸)和四氯磷酸酯Figure1-2.ThecommonanionicandcationicstructuresforILs.Fromlefttoright,thecations(toprow)include:ammonium,pyrrolidinium,1-methyl-3-alkylimidazolium,1,3-bis[3-methylimidazolium-1-yl]alkane;(secondrow)
渤海大学硕士学位论文7图1-3用虚线表示的咪唑啉类离子对中氢键的形成。A)B3LYP/6-31++G**水平DFT法优化[Emim]Cl离子对的几何结构和分子轨道。B)相同理论水平下[Emim][BF4]离子对的优化几何结构和分子轨道。C原子(绿色)、N原子(蓝色)、H原子(黄色)、F原子(棕色)、B原子(天蓝色)、O原子(红色)用不同的颜色表示。Figure1-3Theformationofhydrogenbondsinimidazolium-basedion-airsdenotedbydashedlines.A)Theoptimizedgeometryandmolecularorbitalof[Emim]Clion-pairbyDFTmethodatB3LYP/6-31++G**level.B)Theoptimizedgeometryandmolecularorbitalof[Emim]ACHTUNGTRENUNG[BF4]ion-pairatsametheoreticallevel.Catoms(green),Natoms(blue),Hatoms(yellow),Fatoms(brown),Batoms(sky-blue),Oatoms(red)arerepresentedbythedifferentcolors.1.3.3氢键动力学研究发现，咪唑烷基室温离子液体在阴离子位于咪唑烷正离子的不同位置时具有意想不到的动态，导致存在两个非常不同的动态时区[30]。图1-4A显示了咪唑环周围负离子的两种不同的速度分布，一个快速的动态区域(＜0.3ps，红色区域)和一个缓慢的动态区域(约5-10ps，蓝色区域)。快动力学代表咪唑环上下的阴离子的波动(图1-4B顶部代表运动)，慢动力学代表阴离子从正离子的平移(图1-4B底部代表运动)。结果表明，不同强度的氢键(强键和弱键)可以同时存在于
本文编号：3400650
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
对含有(A)1-n-烷基-3-甲基咪唑和(B)n-烷基铵阳离子的盐体系的正构烷烃的数据进行了比较
N-,pink+).Note,datapointsforzerocarbonatomsin(B)correspondtotheNH4[X]salt.1.2.2离子液体的分类与溶剂一样，离子液体通常是根据化学结构来分类的。潜在的离子液体的数量是巨大的，这使得离子液体的分类具有挑战性，对于一个给定的离子液体，多种定义方法都是合适的，但分类方法却不同。质子型和非质子型离子液体是两种最常见的离子液体类型，这是基于质子和非质子的分子溶剂之间的不同进行分类的。Davis[12]等人用一个质子电荷中心和一个非质子电荷中心对双中心阳离子离子液体进行了分类，使两种阳离子都可以看出来。图1-2是一些典型的阴离子和阳离子化学结构。图1-2一些常见的阴、阳离子结构。从左至右，阳离子(顶行)包括:铵、吡咯烷、1-甲基-3-烷基咪唑、1,3-双[3-甲基咪唑-1-基]烷烃;(第二行)膦，吡啶，聚(二烯丙基二甲铵)，金属(M+)阴离子包括(第三行)卤化物、甲酸盐、硝酸盐、硫酸氢、七氟丁酸、双(全氟甲基磺酰)亚胺、四氟硼酸盐、(底行)硫氰酸盐、六氟磷酸、三氟(五氟乙基)三氟磷酸、双氰胺、聚(膦酸)和四氯磷酸酯Figure1-2.ThecommonanionicandcationicstructuresforILs.Fromlefttoright,thecations(toprow)include:ammonium,pyrrolidinium,1-methyl-3-alkylimidazolium,1,3-bis[3-methylimidazolium-1-yl]alkane;(secondrow)
渤海大学硕士学位论文7图1-3用虚线表示的咪唑啉类离子对中氢键的形成。A)B3LYP/6-31++G**水平DFT法优化[Emim]Cl离子对的几何结构和分子轨道。B)相同理论水平下[Emim][BF4]离子对的优化几何结构和分子轨道。C原子(绿色)、N原子(蓝色)、H原子(黄色)、F原子(棕色)、B原子(天蓝色)、O原子(红色)用不同的颜色表示。Figure1-3Theformationofhydrogenbondsinimidazolium-basedion-airsdenotedbydashedlines.A)Theoptimizedgeometryandmolecularorbitalof[Emim]Clion-pairbyDFTmethodatB3LYP/6-31++G**level.B)Theoptimizedgeometryandmolecularorbitalof[Emim]ACHTUNGTRENUNG[BF4]ion-pairatsametheoreticallevel.Catoms(green),Natoms(blue),Hatoms(yellow),Fatoms(brown),Batoms(sky-blue),Oatoms(red)arerepresentedbythedifferentcolors.1.3.3氢键动力学研究发现，咪唑烷基室温离子液体在阴离子位于咪唑烷正离子的不同位置时具有意想不到的动态，导致存在两个非常不同的动态时区[30]。图1-4A显示了咪唑环周围负离子的两种不同的速度分布，一个快速的动态区域(＜0.3ps，红色区域)和一个缓慢的动态区域(约5-10ps，蓝色区域)。快动力学代表咪唑环上下的阴离子的波动(图1-4B顶部代表运动)，慢动力学代表阴离子从正离子的平移(图1-4B底部代表运动)。结果表明，不同强度的氢键(强键和弱键)可以同时存在于
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