液体的表面张力与内压

在利用Onsager模型推导液体表面张力与内压间的关系时, 文献[4]忽视了曲率对表面张力的影响, 致使计算值与实验值的偏差较大。本文对此作了修正, 建立了一个新的关系式, 用实验数据检验表明, 它能满意地适用于广阔温度范围内的各种液体。     

甘氨酸离子液体[C3mim][Gly]和[C4mim][Gly]水溶液的表面张力

本文用中和法合成了基于烷基咪唑的甘氨酸离子液体[C3mim][Gly]（1-丙基-3-甲基咪唑甘氨酸离子液体）和[c4miml[Gly]（1-丁基-3．甲基咪唑甘氨酸离子液体）,在298．15K下,0．0400-0．5000molkg^-1浓度范围内测定了不同浓度[C4mim][Oly]和[c3mim][Gly]离子液体水溶液的密度和表面张力,得到了溶液等张比容的实验值,提出了预测不同浓度溶液等张比容的经验方程,利用这个经验方程和李以圭等人提出的溶液表面张力模型,分别估算了这两种离子液体水溶液的表面张力,其估算值和实验值在误差范围内很好地吻合．     

液滴尺寸与表面张力

液体的滴数问题是化学实验等实际工作中经常遇到的界面问题.液滴体积与液体的表面张力有关,因此一定体积的液体所具有的液滴数也与表面张力有关.但若仅考虑表面张力的影响而忽视密度的作用,则有可能得出不正确的结论.本文从一道考题入手,讨论了表面张力、密度等因素对液滴大小的影响,对考题答案进行了分析.     

离子液体BMIBF4性质的研究

用最大气泡法和韦氏天平法,在278．15～343．15K范围内测定了离子液体BMIBF4的表面张力和密度;讨论了这个离子液体的体积性质和表面性质;根据离子个头大又极不对称的特点,提出了离子液体的空隙模型．根据空隙模型计算的离子液体恒压热膨胀系数与实验值相比,偏差在10％左右。     

离子液体BMIBF4性质的研究

用最大气泡法和韦氏天平法, 在278.15～343.15 K范围内测定了离子液体BMIBF₄的表面张力和密度; 讨论了这个离子液体的体积性质和表面性质; 根据离子个头大又极不对称的特点, 提出了离子液体的空隙模型. 根据空隙模型计算的离子液体恒压热膨胀系数与实验值相比, 偏差在10%左右.     

离子液体水合物反应液表面张力的研究

表面张力是衡量水合物动力学促进剂促进效果的主要参数,为了探究离子液体应用于水合物生成促进的可行性,实验合成了具有表面活性功能的离子液体[HMIPS]DBSA、[MIMPS]DBSA、[PIPS]DBSA和[PYPS]DBSA,并分别测定了在不同浓度及温度条件下的表面张力。结果表明:四种离子液体的最低表面张力相较于纯水均降低了一半以上,其中[MIMPS]DBSA的降幅最小;各离子液体的表面张力随着浓度的升高而降低并达到一定值,其中[MIMPS]DBSA的CMC浓度为700 ppm左右,其余三种离子液体的CMC浓度则均在900 ppm以上;此外,各离子液体的表面张力随着温度的升高而逐渐降低,但相较于浓度对其的影响,降幅要小得多。这说明浓度是影响水合物反应液表面张力的主要控制因素。可以发现所合成的离子液体与当前最好的促进剂SDS相比,有待于进一步优化。但离子液体的高度可设计性及生物可降解性给水合物促进剂的研发提供了广阔的发展空间,具有很好的发展前景。     

288.15-318.15K温度范围内离子液体[C5mim][Pro]水溶液的体积和表面性质

在288.15-318.15 K温度范围内,测定了不同浓度离子液体1-戊基-3-甲基咪唑丙酸盐([C5mim][Pro])水溶液的密度和表面张力,计算了不同温度下不同浓度的溶液热膨胀系数、表观摩尔体积和溶液等张比容;根据密度实验数据计算得到溶质表观膨胀率,并与Harned和Owen提供的理论方程计算结果作了比较,两者计算结果能够很好一致;另外,本文还验证了预测溶液表面张力的经验方程,用其预测溶液的表面张力,不仅与溶液表面张力实验值在误差范围内很好一致,也与用等张比容方法预测的结果一致.     

液体的表面吸附:表面相厚度和热效应的理论研究

本文定量研究了6种纯液体的表面张力与温度的关系,进一步预测了这些液体从体相到表面相的相变过程中所放出的热量,并提出放热的根源是分子在表面相更有序的排列引起了熵的减少。本文还研究了CaCl_2和K_2CO_3水溶液的表面张力随浓度的变化关系,理论模拟结果与实验数据非常一致;同时,在给定β值的情况下,还对16种强电解质溶液的表面层厚度进行了估算,对所揭示的溶液表面层增厚现象给出了理论解释。     

吊片法测试液体表面张力的实验设计

表面张力是液体的重要物性数据,在科学研究、工业生产和日常生活中皆有广泛应用。介绍了采用吊片法测量液体表面张力的实验设计,该实验过程简单,准确度高,实验内容和时间易于调节,对于培养学生认真细致的科研作风有很大帮助。     

利用标准加入法研究离子液体EMIBF4的密度和表面张力

在278.15～338.15 K温度范围内, 分别用Anton Paar密度计和最大气泡法测定了含有不同微量水的离子液体EMIBF₄ (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)的密度和表面张力, 讨论了微量水对这些性质的影响, 进而用标准加入法确定了无水离子液体EMIBF₄的密度和表面张力. 借助Glasser理论和空隙模型讨论了EMIBF₄的热力学性质. 用空隙模型计算的离子液体热膨胀系数与实验测定值较好一致, 说明空隙模型具有合理性.     

醚基功能化离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl热力学性质

通过核磁共振氢谱,核磁共振碳谱,元素分析和热重分析对醚基功能化的离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl进行了表征。在温度范围T=288.15–328.15 K内,测定了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的密度(ρ)、表面张力(γ)和折光率(nD)。根据这些实验数据,讨论并计算了离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的体积性质。计算出离子液体[MOEMIm]Cl和[EOEMIm]Cl的摩尔表面吉布斯自由能(gs)、摩尔表面熵(s)、摩尔表面焓(h)、摩尔极化度(Rm)和摩尔极化率(αp),h均近似为一个常数说明这两种离子液体从内部到表面的过程是一个等库仑过程,同时这两种离子液体的Rm和αp均与温度无关。本文还用摩尔表面Gibbs自由能改进Lorentz-Lorenz方程并预测离子液体表面张力,预测值与实验值高度相关。     

咪唑基离子液体的物理化学性质估算及预测(英文)

根据经验和半经验方程及空隙模型理论,可以估算及预测离子液体在298.15K的物理化学性质.本文讨论了离子液体的分子体积,密度,标准熵,晶格能,表面张力,等张比容,摩尔蒸发焓,空隙体积,空隙率和热膨胀系数.通过实验测得的三种离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯([C2mim][EtSO4)]),1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯([C4mim][OcSO4])和1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([C2mim][NTf2])的密度和表面张力估算了它们的其它物理化学性质.由这三种离子液体的分子体积及等张比容预测了同系列中其它离子液体[Cnmim][EtSO4],[Cnmim][OcSO4]和[Cnmim][NTf2](n=1-6)的分子体积及等张比容,由此计算出它们的密度及表面张力.进而预测了它们的物理化学性质.将预测的离子液体[C4mim][NTf2]和[C2mim][OcSO4]的密度值与文献报导的实验值进行比较,其偏差在实验误差范围内.最后,将由Kabo经验方程计算的七个离子液体[C2mim][EtSO4]、[C4mim][OcSO4]、[C2mim][NTf2]、[C4mim][NTf2]、丁基三甲基铵双三氟甲磺酰亚胺盐([N4111][NTf2])、甲基三辛基铵双三氟甲磺酰亚胺盐([N8881][NTf2])和1-辛基-3-甲基吡啶四氟硼酸盐([m3opy][BF4])的摩尔蒸发焓与由Verevkin简单规则预测的摩尔蒸发焓进行比较,发现两者符合很好.因此,在缺乏密度和表面张力实验数据的情况下,可以用Verevkin简单规则来预测离子液体的摩尔蒸发焓.     

DEA-CO2水溶液的表面张力研究

用全自动表面张力仪测定了293.15～323.15 K温度范围内,具有不同CO2载荷的二乙醇胺(Diethanolamine,DEA)水溶液的表面张力,提出了适宜表达DEA-CO2水溶液表面张力的热力学模型,计算结果与实验值吻合良好.在实验测定和理论计算的基础上,阐明了温度、DEA浓度和CO2载荷对DEA-CO2水溶液表面张力的影响规律.     

1-烷基-3-甲基咪唑系列室温离子液体表面张力的研究

合成了系列1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C_2～7mim]BF₄)及六氟磷酸盐([C_4～7mim]PF₆)室温离子液体, 并通过核磁氢谱、红外光谱、质谱等手段对其进行了结构表征; 采用Wilhelmy白金板法, 在293～338 K范围内测定了离子液体的表面张力, 测试结果显示, 同类离子液体表面张力γ随温度的升高而线性下降, 同种离子液体的表面张力呈现出较宽的变化范围, 如293 K下, 表面张力值从[C₂mim]BF₄的50.4 mJ/m²到[C₇mim]BF₄的36.1 mJ/m². 最后对离子液体的表面性能进行了讨论.     

MEA-CO2-水溶液表面张力实验和模型

用全自动表面张力仪测定了293．15-323．15K温度范围内,具有不同C02载荷的乙醇胺（Monoethanolamine,MEA）水溶液的表面张力,提出了计算MEA-CO2-水体系表面张力的半经验模型,计算结果与实验值吻合良好．通过实验和计算相结合,阐明了温度、MEA浓度和C02载荷对MEA-CO2-水体系表面张力的影响规律．     

利用等张比容估算乳酸离子液体同系物[C_nmim][Lact](n=2,3,4,5,6)的热力学性质

合成了基于烷基咪唑的乳酸离子液体[C4mim][Lact](1-丁基-3-甲基咪唑乳酸盐),并用1HNMR和DSC作了表征.由于乳酸离子液体和水易形成氢键,用通常的办法很难除去乳酸离子液体中的杂质水.为了排除杂质水的干扰,应用了标准加入法,配制一系列含有已知微量水的乳酸离子液体样品,在308.15～343.15K温度范围,用重量法测定了这些样品的密度,用最大气泡法测定了表面张力,用折光率确定了摩尔极化度,然后外推得到无水离子液体数据.在这些实验数据基础上,利用等张比容的加和性,估算了乳酸离子液体同系物[Cnmim][Lact](n=2,3,4,5,6)的表面张力、折射率、摩尔极化度、汽化焓和热膨胀系数,与实验数据相比有较好的一致性.     

液态稀土金属表面张力的计算

液态金属的表面张力,同分子或离子液体比较是很高的。许多有机液体的表面张力为20～40dyn/cm。水为100dyn/cm,熔盐一般为100～250dyn/cm,而液态金属一般要大于500dyn/cm。 在元素周期表中直到95号元素,实验测定的液态金属的表面张力只有75％。其中17％的液态金属表面张力较为精确,而6％是近似的。而且不同作者的测量偏差可达30～     

铝基离子液体BMIAlCl4的热力学性质

在高纯氩气氛下, 直接将摩尔比为1:1的高纯无水AlCl₃和BMIC(氯化1-甲基-3-丁基咪唑)搅拌混合, 得到一种无色透明的离子液体BMIAlCl₄. 在278.2～343.2 K范围内, 用最大气泡法测定了BMIAlCl₄的表面张力, 用Westphal天平法测定了该离子液体的密度；利用Glasser经验方程讨论了该离子液体的热力学性质, 并与其它离子液体作了比较. 根据空隙模型计算了BMIAlCl₄离子液体的恒压热膨胀系数, 与本文实验值基本一致, 说明空隙模型具有一定的合理性.     

锌基离子液体BMIZn2Cl5的性质研究

合成了对水和空气均稳定的锌基离子液体五氯化二锌-1-甲基-3-丁基咪唑(BMIZn2Cl5). 在313.15～343.15 K温度范围内, 测定了离子液体BMIZn2Cl5的密度和表面张力. 拟合并估算了BMIZn2Cl5的恒压热胀系数和表面熵, 并根据Glasser理论和离子液体的空隙模型, 讨论了BMIZn2Cl5的热力学性质, 估算出其晶格能和标准熵 , 计算了离子液体的恒压热胀系数α, 与实验值基本一致, 说明了空隙模型的合理性. 并利用Kabo和Rebelo的方法估算了锌基离子液体BMIZn2Cl5的正常沸点, 蒸气压, 汽化焓( )等性质参数.     

锌基离子液体BMIZn2Cl5的性质研究

合成了对水和空气均稳定的锌基离子液体五氯化二锌-1-甲基-3-丁基咪唑(BMIZn2Cl5). 在313.15～343.15 K温度范围内, 测定了离子液体BMIZn2Cl5的密度和表面张力. 拟合并估算了BMIZn2Cl5的恒压热胀系数和表面熵, 并根据Glasser理论和离子液体的空隙模型, 讨论了BMIZn2Cl5的热力学性质, 估算出其晶格能和标准熵 , 计算了离子液体的恒压热胀系数α, 与实验值基本一致, 说明了空隙模型的合理性. 并利用Kabo和Rebelo的方法估算了锌基离子液体BMIZn2Cl5的正常沸点, 蒸气压, 汽化焓( )等性质参数.