基于热分解稳定性的咪唑类离子液体热力学性质研究
发布时间：2022-02-17 09:36
离子液体是由有机阳离子和无机阴离子（有机阴离子）组成的,呈液体状态的盐类,具有液态范围宽,导电性能良好,溶解能力强,分子结构可设计性等优点。这些优点使得离子液体为化学反应提供了新的反应环境,因此在近20年中离子液体发展迅猛,被广泛应用于物理化学、材料科学、工程化学、纳米科学、能源燃料、电化学等领域。热稳定性作为离子液体的基本物性,不仅对离子液体的应用有决定性作用,而且也影响着离子液体的发展。评价离子液体热稳定性的参数为Tonset（初始热分解温度）,其高估了离子液体的热稳定性,导致人们普遍认为离子液体的热稳定性较高,在应用时常常忽略考虑这一性质。本文在综合考虑离子液体的应用热度、安全性能和成本等因素后,选择3种咪唑类离子液体[emim][Ac]、[emim][OTf]和[emim][Tf2N]。通过非等温和等温热重实验法研究了3种离子液体的热稳定性,确定了其最高应用温度,并研究了升温速率、氮氧气氛和阴离子结构对热稳定性的影响。研究结果表明:升温速率增大,TG曲线上的各特征温度均随之增大;与氧气气氛相比,氮气气氛下离子液体更加稳定,特征温度也较...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见阳
内蒙古科技大学硕士学位论文-3-进入21世纪，离子液体的研究更加成熟。研究者们依据离子液体在应用中的特定需求，通过在咪唑环侧链上添加基团，合成出功能化离子液体，即第三代离子液体，这种合成方式大大丰富了离子液体的数量，其数量达1018种[13]。由于阳离子和阴离子的种类繁多，因此离子液体的潜在数量巨大。发现一种新的离子液体相对容易，但是要实现其用途，则需要在确定其物性方面进行大量的实质性研究。1.1.3离子液体的分类离子液体最大的特点之一是具有可设计性，阴阳离子构成的离子液体不计其数，使得离子液体分类极具挑战性。依据阳离子的不同，离子液体可分为：（1）咪唑类；（2）吡啶类；（3）季铵类；（4）吡咯烷类；（5）哌啶类；（6）季鏻类。图1.2为各类阳离子的结构图，表1.1为常见的各类阳离子。咪唑类吡啶类季铵类吡咯烷类哌啶类季鏻类图1.2常见阳离子的结构图依据阴离子的不同，离子液体可分为：（1）AlCl3型离子液体；（2）非AlCl3型离子液体。第一类离子液体是可通过调节AlCl3与有机季铵盐的比例，生成的离子液体具有L酸、L碱等。非AlCl3型离子液体对水和空气都较稳定，具有更广泛的应用范围，但其酸性强度不如前者。此类离子液体比较常见的阴离子有：卤素离子（Cl-，Br-，I-）、[BF4]-、[PF6]-、[Tf2N]-、[OTf]-、[AC]-、[EtSO4]-。图1.3为常见的各类阴离子的结构。依据离子液体的结构，又可分为质子型离子液体和非质子型离子液体。质子型离子液体是通过质子在等摩尔布朗斯特酸和碱之间简单转移合成的[14]。在质子型离子液体中，质子的转移使得离子液体具有极强的氢键结合能力，极高的电导率，稳定性，催化和热效率。非质子型离子液体具有更好的电化学和热学特性，这归因于指定离子之间形成的共价键[15]。
常见阴
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面法优化吡咯烷酮离子液体[HNMP]CH3SO3催化菜籽油酯交换制备生物柴油的工艺研究[J]. 王昌梅,韩本勇,黄俊华,曹开琼,张无敌,尹芳,杨斌,吴凯. 中国油脂. 2020(01)
[2]离子液体汽化焓的测量方法[J]. 宋思婕,姚加,李浩然. 化工学报. 2020(01)
[3]3种氯铝酸离子液体的密度、黏度和电导率的研究[J]. 郑勇,郑永军,田大勇,王振,侯绍刚. 河南师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[4]绿色溶剂-离子液体的合成和性质[J]. 王新玉,吴春洋,陈庆阳,吕瑶,闫美玲,张宁,田鹏. 山东化工. 2019(07)
[5]酸性铁基离子液体催化氧化硫化氢的性能研究[J]. 王建宏,刘祝,唐伦. 天然气化工（C1化学与化工）. 2018(04)
[6]天然气脱硫主要方法分析[J]. 郑蓉,罗玉琳,张宏. 石化技术. 2018(04)
[7]离子液体[emim][Tf2N]的表面张力、密度、黏度及电导率实验测定[J]. 何丽娟,黄艳伟,袁致林,李虹琰,李松波. 化学工业与工程. 2018(04)
[8]1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺盐的热稳定性和平衡蒸汽压研究[J]. 梁蕊,王晓燕,杨美荣,轩小鹏. 化学通报. 2012(09)
[9]1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的热稳定性、平衡蒸汽压和标准蒸发焓[J]. 梁蕊,杨美荣,周庆祥. 物理化学学报. 2010(06)
[10]生物柴油研究与开发进展[J]. 孙尚德,王兴国,单良. 粮食与油脂. 2007(04)
硕士论文
[1]咪唑体系离子液体的物理化学性质及紫外光谱分析[D]. 张苗壹.沈阳师范大学 2011
本文编号：3629200
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见阳
内蒙古科技大学硕士学位论文-3-进入21世纪，离子液体的研究更加成熟。研究者们依据离子液体在应用中的特定需求，通过在咪唑环侧链上添加基团，合成出功能化离子液体，即第三代离子液体，这种合成方式大大丰富了离子液体的数量，其数量达1018种[13]。由于阳离子和阴离子的种类繁多，因此离子液体的潜在数量巨大。发现一种新的离子液体相对容易，但是要实现其用途，则需要在确定其物性方面进行大量的实质性研究。1.1.3离子液体的分类离子液体最大的特点之一是具有可设计性，阴阳离子构成的离子液体不计其数，使得离子液体分类极具挑战性。依据阳离子的不同，离子液体可分为：（1）咪唑类；（2）吡啶类；（3）季铵类；（4）吡咯烷类；（5）哌啶类；（6）季鏻类。图1.2为各类阳离子的结构图，表1.1为常见的各类阳离子。咪唑类吡啶类季铵类吡咯烷类哌啶类季鏻类图1.2常见阳离子的结构图依据阴离子的不同，离子液体可分为：（1）AlCl3型离子液体；（2）非AlCl3型离子液体。第一类离子液体是可通过调节AlCl3与有机季铵盐的比例，生成的离子液体具有L酸、L碱等。非AlCl3型离子液体对水和空气都较稳定，具有更广泛的应用范围，但其酸性强度不如前者。此类离子液体比较常见的阴离子有：卤素离子（Cl-，Br-，I-）、[BF4]-、[PF6]-、[Tf2N]-、[OTf]-、[AC]-、[EtSO4]-。图1.3为常见的各类阴离子的结构。依据离子液体的结构，又可分为质子型离子液体和非质子型离子液体。质子型离子液体是通过质子在等摩尔布朗斯特酸和碱之间简单转移合成的[14]。在质子型离子液体中，质子的转移使得离子液体具有极强的氢键结合能力，极高的电导率，稳定性，催化和热效率。非质子型离子液体具有更好的电化学和热学特性，这归因于指定离子之间形成的共价键[15]。
常见阴
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面法优化吡咯烷酮离子液体[HNMP]CH3SO3催化菜籽油酯交换制备生物柴油的工艺研究[J]. 王昌梅,韩本勇,黄俊华,曹开琼,张无敌,尹芳,杨斌,吴凯. 中国油脂. 2020(01)
[2]离子液体汽化焓的测量方法[J]. 宋思婕,姚加,李浩然. 化工学报. 2020(01)
[3]3种氯铝酸离子液体的密度、黏度和电导率的研究[J]. 郑勇,郑永军,田大勇,王振,侯绍刚. 河南师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[4]绿色溶剂-离子液体的合成和性质[J]. 王新玉,吴春洋,陈庆阳,吕瑶,闫美玲,张宁,田鹏. 山东化工. 2019(07)
[5]酸性铁基离子液体催化氧化硫化氢的性能研究[J]. 王建宏,刘祝,唐伦. 天然气化工（C1化学与化工）. 2018(04)
[6]天然气脱硫主要方法分析[J]. 郑蓉,罗玉琳,张宏. 石化技术. 2018(04)
[7]离子液体[emim][Tf2N]的表面张力、密度、黏度及电导率实验测定[J]. 何丽娟,黄艳伟,袁致林,李虹琰,李松波. 化学工业与工程. 2018(04)
[8]1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺盐的热稳定性和平衡蒸汽压研究[J]. 梁蕊,王晓燕,杨美荣,轩小鹏. 化学通报. 2012(09)
[9]1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的热稳定性、平衡蒸汽压和标准蒸发焓[J]. 梁蕊,杨美荣,周庆祥. 物理化学学报. 2010(06)
[10]生物柴油研究与开发进展[J]. 孙尚德,王兴国,单良. 粮食与油脂. 2007(04)
硕士论文
[1]咪唑体系离子液体的物理化学性质及紫外光谱分析[D]. 张苗壹.沈阳师范大学 2011
本文编号：3629200
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3629200.html
