1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体的溶解性能

基于NO3-、ClO4-、N(CN)2-、[2,4,5-TNI]^-和[3,5-DNTZ]^-阴离子,以及1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑阳离子合成了系列环境友好型含能离子液体,通过¹H NMR对其进行了结构表征;采用ab initio结合MP2/6-311G++(2d,p)方法计算了1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体和溶剂之间的分子间作用能以及含能离子液体的偶极距;系统研究了分子结构、极性以及分子间作用能对该系列含能离子液体的溶解性能的影响。 结果表明:当阳离子不同时,[BATZ]NO₃与水的ΔE绝对值最大为40.7 kJ/mol,当阴离子不同时,[BATZ][3,5-DNTZ]与水的ΔE绝对值最大为45.1 kJ/mol;上述含能离子液体的极性大小顺序为[BATZ][3,5-DNTZ]>[BATZ][2,4,5-TNI]>[BATZ]N(CN)₂>[BATZ]ClO₄>[RATZ]NO₃;最后,1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体的溶解度随着溶剂介电常数ε的减小、取代烷基链长的增加、阴离子体积的增大以及分子间作用能的减小而降低,即含能离子液体在溶剂中的溶解度大小顺序为[BATZ][3,5-DNTZ]>[BATZ][2,4,5-TNI]>[BATZ]NO₃>[BATZ]ClO₄>[BATZ]N(CN)₂>[PATZ]NO₃>[HATZ]NO₃>[DATZ]NO₃,其中,[BATZ][2,4,5-TNI]在水中溶解度最大为10.0327 g/10 g。  

硝酸1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑鎓含能离子液体的蒸气压及其摩尔汽化焓的理论研究

合成了硝酸1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑鎓含能离子液体([RATZ]NO3),并通过核磁和红外进行了结构表征;采用Gaussian09/B3LYP/6-311+G(d,p)密度泛函理论计算了[RATZ]NO3的离子间相互作用能及摩尔体积;在298K～323K温度范围内,测定了不同配比[RATZ]NO3-Et OH混合溶液的饱和蒸气压。研究了[RATZ]NO3-Et OH混合溶液的饱和蒸气压、[RATZ]NO3的蒸气压及摩尔汽化焓与温度、离子间相互作用能以及结构之间的关系。结果表明,[RATZ]NO3-Et OH混合溶液的饱和蒸气压随温度的升高、离子间作用能的减小以及阳离子体积的增大而增大,其沸点比纯溶剂高,且在298K～323K温度范围内[RATZ]NO3的平衡蒸气压均低于250mPa,说明含能离子液体具有不挥发性;通过理论计算得到离子间相互作用能及体积,解释了[RATZ]NO3的摩尔汽化焓随烷基链增长而降低的原因。  

1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑硝酸盐含能离子液体的蒸气压及其摩尔汽化焓的理论研究

合成了1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑硝酸盐含能离子液体([RATZ]NO₃),并通过核磁和红外进行了结构表征；采用Gaussian09/B3LYP/6-311+G(d,p)密度泛函理论,计算了[RATZ]NO₃的离子间相互作用能及摩尔体积；在298 K-323 K温度范围内,测定了不同配比[RATZ]NO₃-EtOH混合溶液的饱和蒸气压,其中乙醇摩尔分数分别为0.984、0.996、0.999以及1.000。系统研究了[RATZ]NO₃-EtOH混合溶液的饱和蒸气压、[RATZ]NO₃的蒸气压及摩尔汽化焓与温度、离子间相互作用能以及结构之间的关系。结果表明：[RATZ]NO₃-EtOH混合溶液的饱和蒸气压随着温度的升高、离子间作用能的减小以及阳离子体积的增大而增大,其沸点比纯溶剂高,且在298 K-323 K温度范围内[RATZ]NO₃的平衡蒸气压均低于250 mPa,因此说明含能离子液体具有不挥发性,蒸气压极低,并通过理论计算得到的离子间相互作用能及体积,解释了[RATZ]NO₃的摩尔汽化焓随烷基链增长而降低的原因。