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。     

反气相色谱法测定离子液体1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐的热力学参数

采用反气相色谱法研究了343.15~373.15 K温度范围内离子液体1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([HMIM]OTF)的热力学参数。根据18种探针溶剂的保留时间计算出探针溶剂与[HMIM]OTF之间的摩尔吸附焓、无限稀释的摩尔混合焓、摩尔蒸发焓、质量部分活度系数、Flory-Huggins相互作用参数及[HMIM]OTF的溶解度参数。结果表明,所选溶剂中正构烷烃、四氢呋喃、乙醚、环己烷和苯为[HMIM]OTF的不良溶剂;二氯甲烷、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、四氯化碳、乙酸甲酯、甲苯和甲醇为[HMIM]OTF的良溶剂;运用外推法得到了室温(298.15 K)时[HMIM]OTF的溶解度参数为20.74 (J/cm³)^0.5。本研究为离子液体的应用及相关工作提供了参考。     

1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐离子液体[C2mim][Val]的热化学

用中和法合成了氨基酸离子液体1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐([CB_2Bmim][Val]). 在298.15±0.01 K下, 利用恒温溶解反应热量计测定了不同含水量的[CB_2Bmim][Val]溶解成不同质量摩尔浓度溶液的溶解焓, ΔB_solBHB_mB (w), 借助标准加入法(SAM)和Archer方法得到了无水离子液体[CB_2Bmim][Val]的标准摩尔溶解焓, . 利用RB-II型精密转动弹热量计测定了该离子液体的燃烧热, 计算了其标准摩尔燃烧焓 和标准摩尔生成焓 |并结合该离子液体的标准摩尔溶解焓和乙基咪唑阳离子[CB_2Bmim]^＋在水溶液中的标准摩尔生成焓, 计算了[Val]P^－离子在水溶液中的标准摩尔生成焓. 利用RD496-III型热导式微量热量计测定了不同质量摩尔浓度[CB_2Bmim][Val]水溶液的稀释焓, 根据扩展的Debye-Hückel方程计算得到的相对表观摩尔焓P^φPL和根据Pitzer离子相互作用模型的计算值在实验误差范围内很好一致.     

计算高聚物增塑体系混合自由能新方法

高聚物增塑体系混合自由能与浓度关系 ΔGm=f(ω1) ,不仅反映了增塑体系热力学稳定性好坏 ,而且可以预测溶液各组分间的作用能力 [1,2 ] .通过实验可直接得到增塑体系混合自由能的相关数据 ,其中包括偏蒸气压值测量法、渗透压法、反相气相色谱法及小角 X射线散射法等[3～ 8] .这些方法可以测量增塑体系挥发性组分的偏摩尔化学位值 ,利用下面公式计算Δμ1/RT =ln(p1/p1,S)式中 p1,p1,S是某温度下增塑体系增塑剂的偏蒸气压值和纯增塑剂的饱和蒸气压 .1　现有的高聚物混合体系自由能 ηGm计算方法对于低分子溶液体系各组分的偏摩尔化学位Δ…     

反气相色谱法测定有机溶剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的热力学参数（英文）

在343.15~373.15 K温度范围内,采用反气相色谱法(IGC)测试了18种有机溶剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF_6)中的热力学参数。在测试温度范围内计算了有机溶剂与[BMIM]PF_6之间的摩尔吸收焓、质量分数活度系数、Flory-Huggins相互作用参数、偏摩尔混合焓和无限稀释活度系数等热力学参数。结果表明,所选的有机溶剂中,正构烷烃、环己烷、四氢呋喃、乙醚和四氯化碳为[BMIM]PF_6的不良溶剂。相比之下,苯、甲苯、间二甲苯、二氯甲烷、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙醇和甲醇是[BMIM]PF_6的良溶剂。     

氢气在混合溶剂丙酮-水中的溶解度

本文报导一种能准确测定气体在混合溶剂中溶解度并能同时测定溶剂的饱和蒸气压的实验装置, 在20～40 ℃的温度范围内, 分别测定了氢气在丙酮、水和混合溶剂丙酮-水中的溶解度, 及其相应的蒸气压。     

四硼酸钾水溶液结构

研究了298.15和323.15K广泛浓度范围内四硼酸钾溶液pH,并根据化学反应平衡常数和牛顿迭代法计算获得了溶液化学物种分布图.典型样品用拉曼光谱进行核实.研究表明,高浓溶液中存在主要化学物种是B4O5(OH)24-,次要化学物种是B3O3(OH)4-和B(OH)4-.用X射线散射法研究了298和323K高浓四硼酸钾溶液结构.用几何模型定量描述B4O5(OH)42-,B3O3(OH)-4和B(OH)-4离子内、离子间、分子间的相互作用,并用最小二乘法进行精修.模型计算和精修给出硼氧六元环内原子间距和配位数,并与晶体结构很好一致,表明高浓溶液中离子内有序程度较高.同时给出K+和硼酸根离子水合数和水合距离,以及接触离子对的结构信息,并进一步简单讨论温度和浓度变化对溶剂结构的影响.     

反气相色谱法表征离子液体1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的热力学参数（英文）

采用反气相色谱法(IGC)表征了离子液体(IL)1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF4)在343.15~373.15 K温度范围内的热力学参数。使用了一系列不同化学结构的探针分子测定[HMIM]BF4与溶剂之间的相互作用力。根据探针分子的保留时间计算得到探针分子与[HMIM]BF4之间的Flory-Huggins相互作用参数、摩尔吸附焓、无限稀释摩尔混合焓、摩尔蒸发焓、无限稀释活度系数以及[HMIM]BF4的溶解度参数。结果表明,n-C6、n-C7、n-C8、n-C9、乙醚、四氢呋喃、苯、环己烷为[HMIM]BF4的不良溶剂;甲苯、间二甲苯、甲醇、乙醇、二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯为[HMIM]BF4的良溶剂。运用外推法得到了[HMIM]BF4在室温(298.15K)时的溶解度参数为23.70(J·cm-3)0.5。实验结果证明反气相色谱法是一种简便准确的获得离子液体热力学参数的方法。获得的热力学参数体现了这种离子液体与探针分子之间的相互作用力。本研究为离子液体的进一步应用提供了参考。     

Pitzer方程应用于离子液体[C_nmim][H_2PO_4](n=3,4,5,6)溶解焓研究（英文）

在298.15 K下,利用等温环境溶解反应热量计,测定了离子液体[C_nmim][H_2PO_4](n=3,4,5,6)(1-烷基-3-甲基咪唑磷酸盐)在水中不同浓度的摩尔溶解热(?sol Hm),根据Pitzer电解质溶液理论计算得到了标准摩尔溶解焓(?solH_m~0)和Pitzer焓参数:β_(MX)~((0)L)、β_(MX)~((1)L)和C~(ΦL),并计算了表观相对摩尔焓。通过推导讨论,得到了离子液体[C_nmim][H_2PO_4](n=3,4,5,6)同系物每摩尔亚甲基对标准摩尔溶解焓的贡献。     

氯化钙/水-醇溶液稀释热

电解质溶液稀释热是溶液的重要热性质之一．由它可计算不同浓度下电解质的溶解热、表现相对摩尔焓、溶液中反应热和化合物生成热等．在电解质溶液理论研究中，稀释热也是重要的基础数据．由稀释热可推算溶液中组分的活度系数、渗透系数、相对偏摩尔焓及表观摩尔热容等[1-3]．在化工生产中，稀释热是化工过程能量计算不可缺少的数据．电解质水溶液稀释热已有不少研究[2，4]．但电解质混合溶剂体系稀释热报导甚少．随着加盐精馏技术、海水淡化技术等研究的进展，急需这方面数据．本文作者已报告了CaCl2／C2H5OH－H2O体系[5]和CaCl2／n－C…     

咪唑醋酸盐的制备和物理化学性质及其水和乙醇溶液的电导率

制备了离子液体1-甲基咪唑醋酸盐（[Mim]Ac）,1,3-二甲基咪唑醋酸盐（[Mmim]Ac）和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim]Ac）,分别测定了它们在293.15-338.14 K间的密度、电导率和绝对粘度,计算了相应的摩尔电导率和运动粘度.用最小二乘法分别拟合建立了密度、电导率、摩尔电导率、绝对粘度和运动粘度与温度的函数关系.讨论了咪唑环3位氮原子上烷基链长对以上咪唑醋酸盐五种物理化学性质的影响.在293.15 K测定了[Mim]Ac{或[Mmim]Ac,[Emim]Ac}（1）-H₂O（或EtOH）（2）二元溶液在全浓度范围内的电导导率,计算了对应的咪唑醋酸盐的摩尔电导率.发现无论是水溶液还是乙醇溶液,溶液的电导率和咪唑醋酸盐的摩尔电导率都随着浓度的增加先增大而后减小.同一浓度下,咪唑环3位氮原子上烷基链长增加,相应的溶液电导率和摩尔电导率下降.且水溶液的电导率和摩尔电导率远大于乙醇溶液的.     

溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑与甲基橙的相互作用

利用电导法和表面张力法,研究了离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mimBr)与阴离子染料甲基橙(MO)之间的相互作用。 通过分别测定C12mimBr、MO以及C12mimBr与MO混合溶液的电导率,计算了C12mimBr与MO的结合特性。 C12mimBr与MO以等摩尔比结合,在288.1、298.1和308.1 K下的结合常数分别为4.89×105、4.88×104和5.76×103 L/mol,该结合反应属于焓驱动的自发放热反应。 分别测定了C12mimBr与MO等摩尔混合体系及其在NaBr溶液中的临界胶束浓度(cmc),加入MO使C12mimBr的cmc从9.1×10-3 mol/L降低到7.3×10-5 mol/L,显著提高了C12mimBr的表面活性。     

反气相色谱法表征离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的溶解度参数（英文）

采用反气相色谱法(IGC)表征了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)在333~373 K温度范围内的热力学参数。使用两组不同化学结构和性质的探针分子测定了[BMIM]BF4与溶剂之间的相互作用力。根据探针分子的保留时间计算得到探针分子与[BMIM]BF4之间的摩尔吸附焓、质量分数活度系数、Flory-Huggins相互作用参数和[BMIM]BF4的溶解度参数。结果表明,所选溶剂中n-C10、n-C11、n-C12、四氯化碳,环己烷和甲苯为[BMIM]BF4的不良溶剂;二氯甲烷、丙酮、氯仿、乙酸甲酯、乙醇、甲醇为[BMIM]BF4的良溶剂。运用外推法得到了[HMIM]BF4在室温(298.15K)时的溶解度参数为23.39(J/cm3)0.5。实验结果证明IGC法是一种简便准确的获得离子液体热力学参数的方法。本研究为离子液体的应用及相关工作提供了理论参考。     

反气相色谱测定非对称双阳离子型离子液体的溶解度参数

在343.15~363.15 K下采用反气相色谱法对实验室合成的3种非对称双阳离子型离子液体[PyC₅Pi]NTf₂]₂、[MpC₅Pi]NTf₂]₂和[PyC₆Pi]NTf₂]₂的溶解度参数进行了测定。以正辛烷、正癸烷、正十二烷、正十四烷和正十六烷作为探针溶剂,计算了在不同温度下探针溶剂在3种离子液体中的特性保留体积(V_g⁰)、摩尔吸收焓(ΔH₁^S)、无限稀释摩尔混合焓(ΔH_l^∞)、摩尔蒸发焓(ΔH_v)、无限稀释活度系数(Ω₁^∞)以及探针溶剂与3种离子液体的Flory-HuggirIs相互作用参数(χ₁₂^∞),得到了室温下3种离子液体的溶解度参数(δ₂)为28.52~32.66 (J·cm^-3)^1/2。分子结构中含有4-甲基吗啉比含有吡啶时溶解度参数更大。随着两个阳离子间连接基碳数的增加,溶解度参数增大。这一结果对研究离子液体的溶液性质和应用有指导作用。     

过饱和五硼酸钠溶液结构

用快速X射线衍射法测量了298和323K时过饱和五硼酸钠溶液的时间空间平均结构,得到了溶液径向分布函数.通过模型设计及理论计算获得了B-B、B-O、O-O、Na-O、Na-B原子对相互作用的理论偏径向分布函数,并讨论了浓度和温度对五硼酸钠溶液结构的影响.在五硼酸钠过饱和溶液中六水合Na+形成八面体结构,其平均配位数随浓度和温度变化不大,作用距离随温度升高及浓度减小而减小;给出了溶液中主要硼酸盐离子B3O3(OH)4-、B5O6(OH)4-和B(OH)3的水合结构,较高温度及较高浓度有利于更高聚合的多聚硼酸根离子的形成;浓度对硼酸盐离子的第一水合层的水合数影响较大,在较浓的五硼酸钠过饱和溶液中,五硼酸根离子的一个端氧单齿配位到Na+上形成离子对,Na-B特征距离为0.328nm.     

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．     

反气相色谱法测定有机溶剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的热力学参数

在343.15~373.15 K温度范围内,采用反气相色谱法(IGC)测试了18种有机溶剂在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF₆)中的热力学参数。在测试温度范围内计算了有机溶剂与[BMIM]PF₆之间的摩尔吸收焓、质量分数活度系数、Flory-Huggins相互作用参数、偏摩尔混合焓和无限稀释活度系数等热力学参数。结果表明,所选的有机溶剂中,正构烷烃、环己烷、四氢呋喃、乙醚和四氯化碳为[BMIM]PF₆的不良溶剂。 相比之下,苯、甲苯、间二甲苯、二氯甲烷、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙醇和甲醇是[BMIM]PF₆的良溶剂。     

混合溶剂中多组分电解质溶液热力学性质的研究I: 5-45℃下氯化氢-氯化钠-1,2-丙二醇-水体系

在恒定1,2-丙二醇摩尔分数X为0.05的混合溶剂中,在5-45℃温度范围内测定无液接电池Pt,H2(1 atm)HCl(ma),1,2-C3H5(OH)2(X),H2O(1-X)|AgCl-Ag(A)和Pt,H2(1 atm)|HCl(ma),NaCl(mb),1,2-C3H5(OH)2(X),H2O(1-X)|AgCl-Ag (B)的电动势.利用电池A的电动势确定混合溶剂中Ag-AgCl电极的标准电极电势,利用电池B的电动势确定了HCl在混合溶剂的多组分电解质溶液中的活度系数γA.指出了在恒定总离子强度下HCl仍然服从Harned规则,在溶液组成恒定时,logγA是温度T的线性函数.HCl的相对偏摩尔焓遵守类似的Harned规则,计算了HCl的一级、二级和总介质效应.     

Pitzer方程应用于离子液体[Cnmim][H2PO4](n= 3, 4, 5, 6)溶解焓研究

在298.15 K下,利用等温环境溶解反应热量计,测定了离子液体[C_nmim][H₂PO₄] (n= 3, 4, 5, 6) (1-烷基-3-甲基咪唑磷酸盐)在水中不同浓度的摩尔溶解热(Δ_solH_m),根据Pitzer电解质溶液理论计算得到了标准摩尔溶解焓(Δ_solH_m⁰)和Pitzer焓参数：β_MX^(0)L, β_MX^(1)L,和C^ϕL,并计算了表观相对摩尔焓。通过推导讨论,得到了离子液体[C_nmim][H₂PO₄](n= 3, 4, 5, 6)同系物每摩尔亚甲基对标准摩尔溶解焓的贡献。     

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.