为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!

烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定(已处理)

2017-11-17 18页 doc 48KB 68阅读

用户头像

is_477730

暂无简介

举报
烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定(已处理)烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定(已处理) 烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液 体系电导的测定 XXX大学 毕 业 论 文 ***届 烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定 学生姓名XXX 学 号XXX 院 系XXXX 专 业 XX 指导教师 XX 完成日期 XXX 烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定摘 要 以N-甲基咪唑、卤代烷烃及四氟硼酸钠为原料合成烷基咪唑四氟硼酸离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐...
烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定(已处理)
烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定(已处理) 烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液 体系电导的测定 XXX大学 毕 业 论 文 ***届 烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定 学生姓名XXX 学 号XXX 院 系XXXX 专 业 XX 指导教师 XX 完成日期 XXX 烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定摘 要 以N-甲基咪唑、卤代烷烃及四氟硼酸钠为原料合成烷基咪唑四氟硼酸离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Bmim]BF4和 1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[Omim]BF4。用电子天平以称重法配制一系列烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水(乙醇)组成不同摩尔分数的二元体系,即:[Bmim]BF4 + 水 乙醇 体系、[Omim]BF4 + 乙醇体系、1-乙基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Emim]BF4 + 水体系、1-丁基-2,3-二甲基咪唑氟硼酸盐 [Bmmim]BF4 + 水 乙醇 体系。用DDS-307电导率仪测定了上述6个体系在298.15K时的电导率。结果明,电导率均随离子液 体浓度的增加先增加后降小;在水溶液中电导率的大小顺序为:[Emim]BF4 [Bmim]BF4 [Bmmim]BF4,在乙醇溶液中电导率的大小顺序为: [Bmim]BF4 [Bmmim]BF4 [Omim]BF4。表明阴离子相同的该离子液体,其电导率主要取决于咪 唑阳离子的体积大小:即取代基越大电导率越小;在相同浓度时离子液体在水中 的电导率大于在乙醇中的电导率。 关键词 烷基咪唑氟硼酸盐;离子液体;二元体系;电导率 THE SYNTHESIS OF ALKYL IMIDAZOLIUM TETRAFLUOROBORATE IONIC LIQUIDS AND MEASUREMENT OF THEIR CONDUCTIVITY WITH WATER OR ETHANOL ABSTRACT Alkyl imidazolium tetrafluoroborate ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate [Bmim]BF4 and1-methyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate [Omim]BF4 was synthesized through the N-methylimidazolium, halogenated alkane, and sodium fluoride. The binary mixtures of [Emim]BF4 + water, [Bmim]BF4 + water or ethanol, [Bmmim]BF4 + water or ethanol, and [Omim]BF4 + ethanol were prepared using an analytical balance. Conductivities of the above-mentioned systems were measured at 298.15 K used a DDS-307A digital conductivity meter. The results indicated that the conductivity of the above-mentioned systems increased initially and then decreased as the concentration of the ionic liquids increased. The conductivity of ionic liquids with water follows the order: [Emim]BF4 [Bmim]BF4 [Bmmim]BF4, and that of ionic liquids with ethanol follows the order: [Bmim]BF4 [Bmmim]BF4 [Omim]BF4, indicating the larger size of the cation, the lower conductivity in solvent. The conductivity of ionic liquids with water was larger than that of ionic liquids with ethanol at the same concentration. KEYWORDS Alkyl imidazolium tetrafluoroborate; ionic liquid; binary mixture; conductivity 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 目 录 III 1前言 1 1.1离子液体电导率的研究现状 1 1.2咪唑基离子液体的研究 2 1.3本文的主要研究目的和方案 2 2 实验部分 4 2.1烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成 5 2.1.1离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 [Bmim]BF4 的合成 5 2.1.2离子液体1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Omim]BF4 的合成 6 2.2烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水 乙醇二元体系电导率的测量 6 2.2.1烷基咪唑四氟硼酸离子液体/水 乙醇混合体系的配制 6 2.2.2 烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水 乙醇二元体系电导率的测量 6 3实验结果与讨论 8 3.1离子液体1H NMR表征 8 3.1.1离子液体[Bmim]BF4的1H NMR表征 8 3.1.2离子液体[Omim]BF4的1H NMR表征 9 3.2烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水二元体系电导率 10 3.3烷基咪唑四氟硼酸离子液体与乙醇二元体系电导率 12 3.4分析溶剂对离子液体体系电导率性质的影响 13 4 结论 15 参考文献 16 致 谢 18 1前言 离子液体具有与传统有机溶剂截然不同的性质和特点,其化学稳定性好、溶解性好、熔点低、不易挥发、可传热、可流动、对环境污染少,可作为绿色溶剂用于化学反应和分离过程,近年来受到了人们的广泛关注和被广泛应用,例如精细化学品合成、高分子聚合物及有关合成、分离萃取、消除环境污染、太阳能电池和燃料电池等[1]。离子液体成为国内外研究的热点之一,目前已广泛应用于催化、材料和萃取分离[2-5]等领域由于离子液体所具备的这些优点,近年来离子液体越来越多地被作为一种可设计的功能型分子,即所谓的功能化离子液体TSIL。功能化离子液体是指在阳离子或阴离子上引入官能团的离子液体,但其与离子液体是一个不可分割的整体。由于功能化离子液体的核心离子与官能团影响反应过程,与溶解于其中的溶质产生相互作用,导致最终过程优化的实现,更加符合实验和工业需求而受到重视。 离子性质的大小与离子液体的自由电离度、在溶剂中的电离度以及离子 的溶剂化能力密切相关。而溶液的离子程度可通过溶液的电导性质来反映。因此,测定含离子液体溶液的电导率性质具有重要的理论意义和实际价值。 1.1离子液体电导率的研究现状 离子液体的导电性是其电化学应用的基础,其电化学稳定性高[6],用电导率来表示物质导电性能的物理量[7],和其他应用到电化学过程中的任何一种溶剂一样,离子液体电导性的大小也非常重要。在目前所具有的知识中,我们知道电导率的影响因素主要有温度、浓度、掺杂程度[8],相同温度下离子液体的电导率随浓度的增大而增大,相同浓度下电导率随温度的升高而增大[9]。纯离子液体的电导率较低,这与其粘度高、阴阳离子体积大和离子的迁移速度慢有关,离子液体的室温电导率一般为1035ms/cm[10],此外研究表明电导率与导体长度l成反比,而与其截面积A成正比[11],且密度越大,导电性越好。同时也应当考虑离子大小和分子量的影响,离子液体由于由特定阴、阳离子构成由于该组成较大的体积结构,因此传质速度比较缓慢,从而影响了电导率。取代基的链越长,取代基体积越大,离子液体的电导率越小。因此离子液体大小与离子液体的粘度、分子量、密度、离子大小及几何形状有关,但粘度对电导率的影响最为明显,粘度越大,离子的导电性越差[12]。 在混合体系中离子液体的电导率受溶剂种类、浓度和温度、粘度等影响,对于溶剂来说,其主要影响因素有载流子的数量和其流动性。 离子液体由正、负离子组成,也能发生一定程度的电离,迄今为止各文献报道中发现,离子液体是一种介于强电解质和弱电解质之间的一种特殊电解质。通常情况下,离子液体在水中的电导率高于在乙醇中的电导率[13]。 1.2咪唑基离子液体的研究 近年来,离子液体被广泛应用于无机纳米材料的合成。迄今为止,用于合成纳米材料的离子液体大多是咪唑类离子液体,所得产物的形貌有空心微球[14]、纳米棒[15]和花状结构[16];罗杰斯等人首次发现1-丁基-3-甲基咪唑的氯化物[Bmim]Cl 在纤维素加工[17]过程中是一个很好的溶剂;另外一类被称为新离子液体,是于1992年Wilkeso[18]等发[Emim]BF4 熔点为12? 以来发展起来的,它不同于A1C13离子液体,其组成是固定的,而且其中许多品种对水,对空气是稳定的。在我们较早的[19-20]中,对咪唑基离子液体水溶液的物理化学性质已进行了研究。 有文献已发表了大量关于离子液体物性数据,但完整、系统的数据库还未形成。国外有些生产离子液体的单位已经建立了自己的产品数据库。该数据库主要分为两部分:纯物质性质及混合物性质。其中纯物质性质包括常用的物性数据,如熔点、凝固点、密度、粘度[21-23]等,为更好将咪唑基离子液体应用于我们的生产和科研中,非常有必要对该类离子液体的电导性质进行研究。 1.3本文的主要研究目的和方案 烷基咪唑四氟硼酸离子液体,制备原料便宜,合成条件相对简单,有较好的工业应用前景,为了拓展烷基咪唑四氟硼酸离子液体的在有机合成等领域的应用,需要对其相关物理化学性质进行研究。 本文首先合成了中间产物离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯 [Bmim]Cl 和1-辛基-3-甲基咪唑氯 [Omim]Cl,再进一步合成终产物1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Bmim]BF4 和 1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Omim]BF4;并对上述合成的离子液体 [Omim]BF4、[Bmim]BF4及1-乙基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Emim]BF4 和1-丁基-2,3-二甲基咪唑氟硼酸盐 [Bmmim]BF4 在水 乙醇 溶剂中的电导率进行 了测定,考察了离子液体种类、浓度以及溶剂性质对电导率的影响规律。 2 实验部分 实验过程中所用到的主要试剂和仪器分别见表2-1和表2-2。 表2-1 实验所用到的主要试剂 试剂 分子式 分子量 规格 生产厂家 N-甲基咪唑 C4 N2H7 82.10 化学纯 上海海曲化工有限公司 氟硼酸钠 NaBF4 109.82 化学纯 国药集团化学试剂有限公司 甲苯 C7H8O 92.13 分析纯 江西永华精细化学品有限公司 无水乙醇 C2H6O 46.07 分析纯 江苏强盛功能化学股份有限公司 环己烷 C6H12 84.16 分析纯 中国上海试剂总厂经贸公司 丙酮 C3H6O 58.08 分析纯 浙江中星化工试剂有限公司 1-氯丁烷 C4H9Cl 92.57 化学纯 阿拉丁试剂 中国 有限公司 1-氯辛烷 C8H17Cl 148.67 化学纯 阿拉丁试剂 中国 有限公司 氯化钾 KCl 74.55 分析纯 浙江省兰溪市屹达化工试剂有限公司 1-乙基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 C6H11BF4N2 197.97 分析纯 上海成捷化学 有限公司 1-丁基-2,3-二甲基咪唑氟硼酸盐 C9H17BF4N2 240.05 分析纯 上海成捷 化学有限公司 表2-2 实验所用到的主要仪器 主要仪器 生产厂家 DDS-307电导率仪 上海精密科学仪器有限公司 RE-2000B旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂 SHB-?型循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司 AL204电子天平 上海梅特勒-托利多仪器有限公司 DZF-6050型真空干燥箱 上海精密实验仪器厂有限公司 101A-1E电热鼓风干燥箱 上海实验仪器厂有限公司 DF-101Z集热式恒温加热磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司 全玻璃注射器 注射针 金坛市注射器厂制造 恒温磁力搅拌器 国华电器有限公司 AVANCE-? 400 MHz核磁共振仪 瑞士布鲁克 Bruker 公司 JJ-1增力电动搅拌器 金坛市杰瑞尔电路有限公司 2.1烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成 2.1.1离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 [Bmim]BF4 的合成 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 [Bmim]BF4 的合成采用两步法,具体过程如下: 卤盐的制备: 在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的500 mL三口烧瓶 见图2-1 中加入68.60 g N-甲基咪唑和85.65 g 氯丁烷物质的量之比1:1.1,并分别加入80 mL 环己烷和甲苯为反应中介,控制瓶内的温度为60-70?之间,搅拌48 h 后用倾倒法除去上层溶剂以及未反应的原料,下层油状液体趁热用乙酸乙酯洗涤4次 每次用量为20 mL,取下层液体转移至单口瓶,减压旋蒸 水浴温度控制在70? 除去部分溶剂及原料中未反应的原料等。旋蒸完毕转移至真空干燥箱,温度为70?,真空干燥36 h,即得到中间产物卤盐氯化l-丁基-3-甲基咪唑 [Bmim]Cl,产率为65.68%用方程式表示反应即为: 图2-1 反应装置图 ? 阴离子交换:将中间产物 [Bmim]Cl与氟硼酸钠 按照其物质量之比为1:1.05加入带有搅拌装置的三口瓶中,以100 mL丙酮为反应介质,室温机械搅拌48 h,抽滤(丙酮洗涤)除掉 NaCl,旋蒸去丙酮,再加入CH2C12洗涤,旋蒸除掉CH2C12,将制得的离子液体在真空干燥箱中80?干燥24 h后得浅黄色透明液体:即l-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体 [Bmim]BF4,产率为83.83%用方程式表示反应即为: 2.1.2离子液体1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Omim]BF4 的合成 离子液体1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐 [Omim][BF4] 的合成类似离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 [Bmim]BF4 的合成。 2.2烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水 乙醇二元体系电导率的测量 2.2.1烷基咪唑四氟硼酸离子液体/水 乙醇混合体系的配制用电子天平 精确度0.0001g按称重法直接配制溶液。离子液体[Emim]BF4 [Bmim]BF4、[Bmmim]BF4/水和[Bmim]BF4 [Bmmim]BF4、[Ommim]BF4/乙醇二元体系的混合按xIL0, 0.002, 0.005, 0.007, 0.01, 0.015, 0.02, 0.05, 0.075, 0.1, 0.15, 0.2, 0.35, 0.5, 0.75, 0.9, 1配制 其中xIL为离子液体的摩尔分数。由于取样较少,故配制时选用注射器滴加。配制时要求操作仔细以防液体滴在瓶口或瓶外,并且操作时动作迅速以防液体溶剂挥发引起实验误差。 2.2.2 烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水 乙醇二元体系电导率的测量 将固体氯化钾 KCl 在110?烘箱中烘4h,称取质量为0.7438g的KCl,用 100 mL容量瓶配制成物质的量浓度为0.1mol.L-1的KCl水溶液,按照JIJ标×K 标/KI 其中JI为未知电极常数,J标为标准电极常数,K标为标准电极在 0.1mol.L-1的KCl水溶液的电导率,KI为未知电极在0.1mol.L-1的KCl水溶液 的电导率 校正电极常数J标9.98和J标0.98的电极常数得校正后常数分别为 12.96和1.41。 将2.2.1中所配制的体系处于水温为25?的环境中,用DDS-307电导率 仪测定体系的电导率。 3实验结果与讨论 3.1离子液体1H NMR表征 3.1.1离子液体[Bmim]BF4的1H NMR表征 图3-1 [Bmim]BF4的1H NMR图谱 [Bmim]BF4: [Bmim]BF4的1H NMR谱图数据:以DSS为基准物将其化学位移(δ)定为 零点。δH: 8.7765 1H, 2; 7.6884 1H, 4; 7.6368 1H, 5; 4.3176 1H, 7; 4.0414 3H, 6; 1.9287 2H, 8; 1.3855 2H, 9; 0.9417 3H, 10 3.1.2离子液体[Omim]BF4的1H NMR表征 图3-2 [Omim]BF4的1H NMR图谱 [Omim]BF4: [Omim]BF4的1H NMR谱图数据:以DSS为基准物将其化学位移 δ 定为 零点。δH: 8.7134 1H, 2;7.5861 1H, 4; 7.5298 1H, 5; 4.2269 2H, 7; 3.9245 3H, 6; 1.8970 2H, 8; 1.3245 10H, 9; 0.8607 3H, 10 3.2烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水二元体系电导率 实验测定了烷基咪唑四氟硼酸离子液体 [Emim]BF4、[Bmim]BF4、[Bmmim]BF4 + 水体系在298.15 K全浓度范围内的电导率,实验数据见表3-1,其中xIL 和κ分别表示离子液体的摩尔分数和离子液体在溶液中的电导率 x [Emim]BF40.7545、0.8981、1时用电极常数J标0.98的测量,其余均为电极常数J标9.98测量。 表3-1 烷基咪唑四氟硼酸离子液体 + 水体系在298.15 K时的电导率数据 xIL κms/cm xIL κms/cm xIL κms/cm [Emim]BF4 + 水 [Bmim]BF4 + 水 [Bmmim]BF4 + 水 0.0000 0.01 0.0000 0.01 0.0000 0.01 0.0021 8.26 0.0021 8.06 0.0020 8.33 0.0051 13.85 0.0051 13.00 0.0050 14.35 0.0068 16.55 0.0071 14.82 0.0070 16.68 0.0101 19.80 0.0101 17.03 0.0100 18.86 0.0150 22.91 0.0152 18.98 0.0150 20.84 0.0200 25.10 0.0203 20.02 0.0200 21.93 0.0500 29.64 0.0507 24.96 0.0500 23.88 0.0750 28.60 0.0761 25.48 0.0750 24.51 0.1000 28.47 0.1014 26.26 0.1000 24.93 0.1500 27.43 0.1521 26.00 0.1501 22.82 0.2002 25.48 0.2028 25.22 0.2000 20.15 0.3500 21.45 0.3513 20.54 0.3501 13.33 0.4998 14.82 0.5065 14.43 0.5000 7.66 0.7545 3.30 0.7604 6.50 0.7513 2.67 0.8981 2.12 0.9108 3.64 0.9007 1.52 1.0000 1.21 1.0000 1.77 1.0000 0.95 根据离子液体 + 水二元体系在298.15 K全浓度范围内的电导率的数据作图,得到体系的电导率随离子液体浓度变化的关系图,见图3-3。 图3-3 298.15 K下离子液体 + 水二元体系的电导率与浓度的关系 298.15 K时,烷基咪唑离子液体 + 水二元体系的电导率随浓度的关系如图3-3所示,实验值以点表示。从图3-3可看出,烷基咪唑离子液体 + 水二元体系电导率均随离子液体摩尔分数的增加先增加后减小,在离子液体摩尔分数xIL?0.1时出现电导率的最大值。在纯离子液体中,阴阳离子往往以“离子对”的形式出现,电导率较低。纯离子液体的高粘度和离子高度缔合[24]是其电导率低的主要原因。在摩尔分数为0~0.1在水中添加离子液体时,“离子对”将解离成离子而使离子浓度升高,此时体系的粘度较低,导电粒子数增多,从而导电性增加,因而电导率会随离子液体的摩尔分数增加而升高;在离子液体摩尔分数0.1~1时,离子液体的浓度增加到一定程度后,离子缔合成“离子对”的趋势将逐渐占主导地位,由于正负离子之间的相互作用力增大,因而使离子的运动速率降低,并且因系统的粘度急剧上升而使电导率下降,两种相反的因素最终会导致系统的电导率出现极大值。电导率随组成的变化呈现最大值的现象在其他离子液体混合物中常常出现[21];对于阴离子相同的烷基咪唑类室温离子液体[Emim]BF4、[Bmim]BF4、 [Bmmim]BF4的电导率在相同摩尔分数时依次减小,这可能是由于随着炭链的变 长,离子液体间运动性能减小,粘度增大所致。 3.3烷基咪唑四氟硼酸离子液体与乙醇二元体系电导率 实验测定了烷基咪唑四氟硼酸离子液体 [Bmim]BF4、[Bmmim]BF4、 [Omim]BF4 + 乙醇二元体系298.15 K全浓度范围内的电导,数据列于表3-2。 表3-2 298.15 K下烷基咪唑四氟硼酸离子液体+乙醇二元体系的电导率 xIL κms/cm xIL κms/cm xIL κms/cm [Bmim]BF4 + 乙醇 [Bmmim]BF4 + 乙醇 [Omim]BF4 + 乙醇 0.000 0.03 0.0000 0.03 0.0000 0.03 0.0020 0.79 0.0020 0.79 0.0020 0.72 0.0050 1.48 0.0050 1.50 0.0050 1.35 0.0070 1.87 0.0070 1.90 0.0070 1.70 0.0100 2.37 0.0100 2.41 0.0100 2.15 0.0150 3.09 0.0150 3.04 0.0150 2.83 0.0200 3.77 0.0200 3.55 0.0200 3.38 0.0500 6.90 0.0499 5.92 0.0500 5.85 0.0750 8.96 0.0750 7.23 0.0750 7.20 0.1001 10.54 0.1000 7.85 0.1001 7.92 0.1500 13.12 0.1498 9.19 0.1500 8.96 0.2000 14.47 0.2000 10.02 0.2001 8.76 0.3000 15.24 0.2997 10.01 0.3499 7.02 0.4001 14.44 0.3500 9.45 0.5003 4.73 0.5003 12.81 0.5003 6.90 0.7500 2.05 0.7503 6.80 0.7504 2.60 0.9010 1.22 0.9008 4.65 0.9002 1.89 1.0000 0.75 1.0000 1.77 1.0000 0.95 根据离子液体+乙醇二元体系在298.15 K全浓度范围内的电导率的数据作图,得到体系的电导率随离子液体浓度变化的关系图,见图3-4。 图3-4 298.15 K下离子液体 + 乙醇二元体系的的电导率与浓度的关系 298.15 K时,烷基咪唑离子液体 + 乙醇二元体系的电导率随浓度的关系如图3-4所示,实验值以点表示。从图3-4中可看出,烷基咪唑离子液体 + 乙醇二元体系电导率与离子液体与水组成二元体系的曲线类似,均随离子液体摩尔分数的增加先增加后减小,但三种离子液体出现最高值对应的离子液体摩尔分数有所不同;阴离子相同的烷基咪唑类室温离子液体 [Bmim]BF4、[Bmmim]BF4、[Omim]BF4的电导率在相同摩尔分数时依次减小,这可能是由于随着阳离子的取代基碳链增长,离子液体间运动性能减小,粘度增大使离子液体的电导率下降所致。 3.4分析溶剂对离子液体体系电导率性质的影响 根据离子液体[Bmim]BF4、[Bmmim]BF4分别与水和乙醇组成的二元体系在298.15 K全浓度范围内的电导率的数据作图,得到体系的电导率随离子液体浓度变化的关系见图3-5、图3-6。 图3-5 298.15 K下离子液体 [Bmim]BF4在水和乙醇中的电导率与浓度的关系 图3-6 298.15 K下离子液体 [Bmmim]BF4在水和乙醇中的电导率与浓度的关系 298.15 K时,烷基咪唑离子液体 [Bmim]BF4、[Bmmim]BF4分别与水和乙醇组成的二元体系的电导率随浓度的关系如图3-5、图3-6所示,实验值以点表示。从图3-5、图3-6中可看出,离子液体 + 水的二元体系的电导率在其他条件相同时大于离子液体 + 乙醇组成二元体系的电导率,其主要原因可能是水的介电常数高于乙醇,离子液体在水中离子液体更容易电离即离子液体在水溶液中形成阴、阳离子能力强于乙醇中的能力。 4 结论 本文以N-甲基咪唑、卤代烷烃及四氟硼酸钠为原料,合成了烷基咪唑四氟硼酸离子液体,用电子天平配制了烷基咪唑四氟硼酸离子液体与水 乙醇 不同摩尔分数的二元体系。测定298.15 K时上述体系全浓度范围内的电导率,得出如下实验结论: 1 烷基咪唑四氟硼酸离子液体在水和乙醇中的电导率均随离子液体浓度的增加先增加后降小。 2 对于阴离子相同的烷基咪唑类室温离子液体,离子液体水溶液体系的电导率的大小顺序为:[Emim]BF4 [Bmim]BF4 [Bmmim]BF4,离子液体乙醇溶液体系的电导率的大小顺序为:[Bmim]BF4 [Bmmim]BF4 [Omim]BF4。离子液体体系中的电导率主要取决于咪唑阳离子的体积大小:即取代基越大电导率越小。 3 通过比较烷基咪唑四氟硼酸离子液体在水和乙醇中的电导率可以发现, 在相同浓度条件下,离子液体在水中的电导率大于在乙醇中的电导率。 参考文献 [1] 张娇霞, 郑亚萍, 兰岚, 等. 具有表面活性的功能化离子液体N-三甲 氧硅丙基-N-甲基-2-吡咯烷酮盐酸盐的合成与表征[J]. 有机化学, 2011, 317: 1076~1080 [2] Deetlefs M, Seddon K R. Improved preparations of ionic liquids using microwave irradiation[J]. Green Chem., 2003, 5: 181~186 [3] Bodis J, Muller T E, Lercher J A. Novel hydroamination reactions in a liquid-liquid two-phasecatalytic system[J]. Green Chem., 2003, 5: 227~231 [4] 杨雅立, 王晓化, 寇元, 等. 不断壮大的离子液体家族[J]. 化学进展, 2003, 156: 471~476 [5] Hoffmann J, Nuchter M, Ondruschka B, et al. Ionic liquids and their heating behavior during microwave irradiation a state of the art report and challenge to assessment[J]. Green Chem., 2003, 5: 296~299 [6] 钟涛, 乐长高, 谢综波, 等. 碱性离子液体在有机合成中的应用研究 进展[J]. 有机化学, 2010, 307: 981~987 [7] Bonhte P, Dias A P, Papageorgiou N, et al. Hydrophobic, highly conductive ambient-temperature molten salts[J]. Inorg. Chem., 1996, 355: 1168~1178 [8] 耿彦芳, 刘鑫, 虞大红, 等. [C4mim][BF4]与乙醇胺和N,N-二甲基乙 醇胺混合体系的密度、粘度和电导率[J]. 华东理工大学学报, 2009, 353: 400~406 [9] 胡玉才, 张江, 耿长江, 等. 室温离子液体在不同溶剂中的电导率研 究[J]. 吉首大学学报自然科学版, 2005, 26: 1~5 [10] Buzzeo M C, Evans R G, Compton R G. Non-haloaluminate room-temperature ionic liquids in electrochemistry: A review[J]. Chemphyschem, 2004, 58: 124~127 [11] 赵东滨, 寇元. 室温离子液体的合成、性质及应用[J]. 大学化学, 2002, 171: 42~46 [12] Hagiwara R, Hirashige T, Tsuda T A. 1-ethyl-3-methylimidazolium fluoride a new room temperature ionic liquid[J]. Progress in Chemistry, 1999, 1: 52~53 [13] 王方惠, 李春喜, 孟洪, 等. 离子液体在水、乙醇及其混合物中的电 导率测定[J]. 北京化工大学学报, 2006, 336: 17~20 [14] Luo H, Xu C, Zou D B, et a1. Hydrothermal synthesis of hollow MoS2 microspheres in ionic liquids/water binary emulsions[J]. Mater. Lett., 2008, 6220: 3558~3560 [15] Jiang Y, Zhu Y J, Cheng G F. Synthesis of Bi2Se3 nanosheets by microwave heating using an ionic liquid [J]. Cryst. Growth Des., 2006, 69: 2174~2176 [16] Yavari I, Mahjoub A R, Kowsari E, et a1. Synthesis of ZnO nano-structures with controlled morphology and size in ionic liquids[J]. J. Nanopart. Res., 2009, 114: 861~868 [17] Zhang H, Wu J, Zhang J, et a1. 1-Aallyl-3-methylimidazolium chloride room temperature ionic liquid: A new and powerful nonderivatizing solvent for cellulose[J]. Macromolecules, 2005, 38: 8272~8277. [18] Wilkes J S, Zaworotko M J. Air and water stable 1-ethyl-3-methylimidazolium based ionic liquids [J]. Chem. Commun., 1992, 965~967 [19] Liu W W, Zhao T Y, Zhang Y M, et a1. The physical properties of aqueous solutions of the ionic liquids [BMIM][BF4][J]. J. Solution Chem., 2006, 35: 1337~1346. [20] Liu W W, Cheng L Y, Zhang Y M, et a1. The physical properties of aqueous solution of room-temperature ionic liquids based on imidazolium: Database and evaluation[J]. J. Mol. Liq., 2008, 140: 68~72. [21] Jarosik A, Krajewski S R, Lewandowski A, et a1. Conductivity of ionic liquids in mixtures[J]. J. Mol. Liq., 2006, 123: 43~50 [22] Rebelo L P N, Visak N V, Visak Z P, et a1. A detailed thermodynamic analysis of [C4 MIM][BF4] + water as a case study to model ionic liquid aqueous solutions[J]. Green Chem., 2004, 6: 369~381 [23] Dai L Y, Hua C Y, Ye S R, et a1. First binary mixture ionic liquids containing EMIMBr and IM[J]. Chin.Chem. Lett., 2003, 14: 634~636 [24] 蒋小川, 于春影, 李春喜, 等. 磷酸酯类离子液体的制备与应用[J]. 北京化工大学学报, 2006, 331: 5~7 致 谢 本文是在XXX老师的悉心指导下完成的。在在毕业论文期间,XXX老师严 谨求实的精神、富于创新的科学头脑、激于实践的科研作风给我留下了深刻的印 象。回首完成论文的整个过程,虽然也遇到过很多问题,走过不少弯路,但每次得 到XXX老师得指点后,都能得到解决,让我很是佩服XXX老师自己渊博的知识、敏 锐的学术思想。我自己的创新思维,实验科研能力也得以提高不少。这与XXX老 师的言传身教,悉心教导密不可分,同时我也感谢他在日常学习中对我的鼓励和 关心。 我还要感谢同课题组的XXX、XXX等同学,在实验过程中,我们相互讨论, 一起探究问题,他们都给予了我很多帮助和协作,使我的合作能力,思考能力也增 进不少。XXX XXX年XXX月于XX大学
/
本文档为【烷基咪唑四氟硼酸离子液体的合成及其水(乙醇)溶液体系电导的测定(已处理)】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索