氯化烷基咪唑离子液体分子结构和红外光谱的模拟计算

采用量子化学密度泛函的方法模拟计算了氯化烷基咪唑离子液体的分子结构和红外光谱,并用实测值考证了计算结果。预测了3个氯化烷基咪唑盐的分子结构和红外光谱。合成了氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐,测定的红外光谱与模拟计算值一致,表明模拟计算的分子结构和红外光谱是合理的。

氯化烷基咪唑系列离子液体标准摩尔燃烧焓和生成焓

用精密氧弹热量计测定了4种离子液体:氯化1-甲基-3-乙基咪唑(C2MIC),氯化1-甲基-3-丁基咪唑(C4MIC),氯化1-甲基-3-戊基咪唑(C5MIC)和氯化1-甲基-3-己基咪唑(C6MIC)的燃烧热,计算了它们的标准摩尔燃烧焓△cHm和标准摩尔生成焓△fHm,结合文献中的标准摩尔溶解焓,估算了烷基咪唑阳离子在水溶液中的标准摩尔生成焓,以及亚甲基对标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓的贡献.

三氯化铝烷基氯化咪唑盐结构和红外光谱的模拟计算

采用量子化学密度泛函的方法计算了三氯化铝烷基氯化咪唑盐的红外光谱,预测了三氯化铝烷基氯化咪唑盐的分子结构和光谱.合成了三氯化铝1-丁基-3-甲基-咪唑盐[(BM IM)A lC l4],并测试了其红外光谱,对预测的分子结构和红外光谱进行了验证.

反离子对离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-十二烷基咪唑在水溶液中自组装的影响

用表面张力法和荧光探针技术分别测定了阳离子型离子液体表面活性剂氯化1-(2-羟乙基)-3-十二烷基咪唑([C2OHC12im]Cl)在无机盐(NaX,X=Cl-,Br-,I-和Na2SO4)水溶液中的自组装参数。结果表明,反离子通过结合[C2OHC12im]+并中和其表面电荷,使[C2OHC12im]+的临界胶束浓度(CMC)和胶束平均聚集数(Nm)等自组装参数明显改变;改变幅度按照Cl-<Br-<I-<SO24-次序递增;但是反离子(Cl-、Br-和SO24-)种类对临界胶束平均聚集数(Nm,c)和胶束微极性([I1/I3]m)的影响不甚明显;随着Br-浓度增加,lg CMC线性减小,而Nm则以幂函数形式递增。

氯化1-十四烷基-3-羧甲基咪唑的合成及其对氢氧化镁的改性

合成了新型咪唑基离子液体氯化1-十四烷基-3-羧甲基咪唑([C14cim]Cl),用其改性氢氧化镁(MH),得到改性MH(MH-ICl)。通过比较MH和MH-ICl对邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的吸油值及它们在二甲苯中的分散性,评价了[C14cim]Cl对MH的改性效果,并与硬脂酸(SA)的改性效果进行了对比;考察了MH-ICl对高密度聚乙烯(HDPE)的阻燃和力学性能的影响。实验结果表明,MH-ICl对DOP的吸油值明显下降,且在二甲苯中的分散性较MH明显提高;分散在HDPE基体中的MH-ICl与HDPE基体间具有较强的相互作用,可改善HDPE的阻燃和力学性能;[C14cim]Cl对MH的改性效果明显优于SA。FTIR表征结果显示,[C14cim]Cl与MH之间可能同时存在非价键力和价键力的作用。

咪唑型离子液体结构与催化性能的理论与实验研究Ⅴ.二烷基氯化铝咪唑离子液体红外光谱的模拟计算研究

采用量子化学密度范函的方法模拟计算了烷基氯化铝咪唑离子液体的红外光谱,依据已知烷基氯化铝咪唑离子液体的红外光谱对照结果,推测了未知烷基氯化铝咪唑离子液体的光谱和平衡结构,合成和测试了未知烷基氯化铝咪唑离子液体的光谱,对预测的结构进行了考证.

1-烷基-3-甲基咪唑氯化物焓变的热重分析

通过核磁共振(NMR)氢谱和碳谱表征1-烷基-3-甲基咪唑氯化物离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑氯化物,1-丁基-3-甲基咪唑氯化物和1-己基-3-甲基咪唑氯化物)的结构,并借助热重仪器研究该类离子液体的蒸发特性。热重实验包括动态热重实验和恒温热重实验。前者的目的是确定实验样品的初始分解温度和恒温热重实验的温度范围。后者是在实验温度范围内记录实验样品的质量随时间的变化。借助Langmuir方程和Clausius-Clapeyron方程对数据进行拟合,从而获得该类离子液体在平均温度下的蒸发焓。查阅文献得到关于物质密度和表面张力的实验数据。借助本课题组之前提出的新模型,估算了1-辛基-3-甲基咪唑氯化物的蒸发焓,并将其与文献值进行比较。结果表明,估算值与文献值在同一数量级。与前期工作中的羧酸和氨基酸咪唑类离子液体的蒸发焓比较,发现阳离子相同时,变换阴离子会影响离子液体的蒸发焓,顺序为:氨基酸咪唑类>羧酸咪唑类>卤素咪唑类。结合三者的结构差异,推断上述顺序与分子间氢键有关。

离子液体微乳液合成纳米AgCl及AgCl/poly(MMA-co-St)杂化膜性能调控

在以离子液体氯化-1-十二烷基甲基咪唑(C12mimCl)为表面活性剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)与苯乙烯(St)混合物为油相介质的反相微乳液中合成AgCl纳米粒子,进而采用微乳液原位聚合法制备AgCl/poly(MMA-co-St)杂化膜。通过紫外可见光谱和透射电镜分析了微乳液组成(油相介质组成和增容水量ω)对纳米AgCl粒子形貌的影响。结合扫描电镜和苯、环已烷的溶胀实验探讨了微乳液组成对杂化膜性能的调控作用。结果发现,微乳液油相介质中St/MMA体积比增大有利于在微乳液和杂化膜中获得更多纳米AgCl粒子,增加了杂化膜的苯平衡溶胀吸附量(A∞,b)与苯/环已烷的平衡溶胀吸附选择性(αs,b/c)。在St/MMA体积比为1∶3时杂化膜的A∞,b和αs,b/c分别达到330 mg·g-1和19.21;但过多苯乙烯加入油相介质,其苯环中π键会破坏水核中AgCl粒子的稳定性而引起粒子团聚,从而降低了杂化膜的A∞,b和αs,b/c。反相微乳液中合成的纳米AgCl粒子量随ω增大而增多、粒径增大,杂化膜的A∞,b和αs,b/c随ω的增加而增大。但过高的ω导致微乳液中出现AgCl大粒子,从而引起杂化膜的A∞,b和αs,b/c下降。