离子液体溶液热力学性质研究及电化学CO传感器制备初探

来源 :北京石油化工学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huhaiyan1953
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与传统溶剂相比,离子液体(ILs)作为绿色溶剂在化工分离方面显示出一定优势,研究离子液体溶液热力学性质,可为离子液体在化工分离过程的应用提供理论依据,为热力学预测模型的构建提供基础数据。另外,电化学气体传感器在气体浓度检测中应用前景广阔。离子液体电化学性能优良,作为新型电解质在电化学气体传感器中的应用也受到关注。本论文合成离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐([EMIM][DMP])和1-丁基-2,3-二甲基咪唑硫氰酸盐([BMMIM][SCN]),并以这两种离子液体为固定相制备气相色谱填充柱,采用气相色谱法测定一系列有机化合物在[EMIM][DMP](T=323.15~363.15 K)、[BMMIM][SCN](T=313.15~353.15 K)中无限稀释活度系数(∞4))及相应温度下的气液分配系数(L)。关联∞4)和T,得到T=298.15 K下偏摩尔过量焓(?4)E,∞)、熵(01))?4)E,∞)、吉布斯自由能(?4)E,∞)等无限稀释热力学性质参数。根据LFER线性自由能模型,多元线性回归L的实验值,建立[EMIM][DMP]和[BMMIM][SCN]的线性自由能方程,预测L值。遵循Hildebrand-Scatchard正规溶液理论和Flory方程,估算[EMIM][DMP]和[BMMIM][SCN]的溶解度参数。通过有机化合物的γ∞4)值计算了T=323.15 K下离子液体[EMIM][DMP]和[BMMIM][SCN]对多个难分离体系的无限稀释选择性(∞45)))。结果表明,两种离子液体对烷烃类/芳香烃、烯烃/醇类以及芳烃/醇类体系都有较好的分离效果。将T=323.15 K正己烷(i)/苯(j)和环己烷(i)/苯(j)体系的∞45))以及苯的容量因子(6)∞5)),与文献中含相同[EMIM]+阳离子或[SCN]-阴离子的离子液体数据进行比较,得出结论阴离子一致,阳离子改变其∞45)),阳离子烃取代基碳骨架越短,∞45))越好。本文还对离子液体作为电解质在电化学CO气体传感器中的应用进行了初探。自行设计了二电极、三电极通用传感器壳体模型,采用信号放大电路检测传感器性能。采用丝网印刷法制备膜电极,考察了浆液中催化剂、连结剂、分散剂和表面活性剂等印刷助剂对传感器的性能的影响。同时还研究了电极承印材料、填充物材料、膜电极烧结程序、水洗工艺、电解液添加量和老化时间等因素的影响。选用1-丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐离子液体作为电解液,与传统硫酸溶液电解液作对比,初步探索了以离子液体作电解液在电化学CO气体传感器中的应用。
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