萘-1,5-二磺酸钠在纯溶剂及二元溶剂体系中的固-液相平衡热力学

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萘-1,5-二磺酸钠在配位聚合物固态化学反应中是一种重要的单体,可用来构筑柔性的三维层状结构。单体的结晶对固态化学反应具有重要影响,可通过控制单体的结晶过程调控晶体的纯度、晶型、晶习、晶粒大小及分布等质量属性,从而影响后续的单晶-单晶转化。而在优化结晶过程中,萘-1,5-二磺酸钠在常用的纯溶剂和二元溶剂体系中的溶解度数据是必不可少的。然而,到目前为止萘-1,5-二磺酸钠在相关溶剂中的溶解度尚未报道。因此有必要深入研究萘-1,5-二磺酸钠的溶解行为。本文首先选用麦芽糖醇和木糖醇对静态称重法进行验证,证明本文采用的静态称重法可用于测量萘-1,5-二磺酸钠的溶解度。然后,对多种纯溶剂中的溶解度进行实验测定,最终确定水作为正溶剂,乙醇、异丙醇、丙酮作为反溶剂。在此基础上,测定了萘-1,5-二磺酸钠在三种二元溶剂体系中溶解度,实验结果表明:萘-1,5-二磺酸钠的溶解度随水的摩尔分数和温度的升高而增大。通过对不同溶剂中制备的萘-1,5-二磺酸钠晶体进行X-射线粉末衍射(XRD)分析发现,其在所考察的溶剂体系中均能发生复杂的多晶型转变,存在三种晶型,分别命名为α、β、γ,并确定了晶型转变的临界点。通过数据分析发现,萘-1,5-二磺酸钠在纯溶剂中的溶解行为主要受溶剂类型和溶剂性质的影响。另外,本文采用KAT-LSER模型对萘-1,5-二磺酸钠在五种纯溶剂的溶解度数据进行了多元线性回归拟合分析,并采用改进的Apelblat、Jouybana-Acree、van’t Hoff-Jouybana-Acree和Apelbla-Jouybana-Acree模型对其溶解度数据进行拟合。结果表明,四种热力学模型均能较好地预测萘-1,5-二磺酸钠的溶解度。综合考虑ARD、RMSD和模型参数个数等因素确定Apelbla-Jouybana-Acree模型拟合效果最佳。
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