离子溶液临界跨接现象的研究

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用等体积方法测量了离子液体1-丁基3-甲基咪唑四氟硼酸盐与一系列醇(1-丙醇,2-丙醇,1,3-丙二醇,1,4-丁二醇)的二元体系的临界温度和临界组成,发现介电常数较高的溶剂,与相同离子液体构成的两元溶液的液-液临界温度较低,与RPM模型预测的结果一致。用折射率方法测量了具有临界组成的上述二元体系在临界温度附近上下两相的折射率,从而得到体系的温度-折射率共存曲线(T,n)。将温度-折射率共存曲线(T,n)转化为温度-摩尔分数(T,x)和温度-体积分数(T,φ)共存曲线,并由共存曲线推导出临界指数β,指前因子B,Wegner交正项B1及共存曲线直径ρd。在临界点附近,有效临界指数βeff符合Ising模型。当选择折射率和体积分数为浓度变量时,随着温度偏离临界温度,有效临界指数βeff逐渐减小,而摩尔分数的有效临界指数则是逐渐增加的。我们以Anisimov和Sengers等人提出的跨接模型分析了共存曲线,发现这个模型可以很好的符合实验的结果。按照跨接模型计算出的临界指数的变化规律与有效临界指数βeff相一致,当与共存曲线相关的正规项的影响被排除以后,三者的有效临界指数都表现出从约0.327到约0.45的单调的跨接。另外,没有观察到溶剂的介电常数ε对跨接温度的影响。测量了不同组成的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐与1,3-丙二醇二元溶液在不同温度下的粘度和密度。从非临界组成溶液的粘度推出临界组成溶液的背景粘度。对于临界组成的溶液,粘度发生从临界点附近的Ising行为到常规行为的跨接。临界部分的粘度可以用Bhattacharjee提出的粘度跨接方程描述,粘度跨接方程在(?)→0的极限情况下的粘度计算值与在临界点附近的实验结果一致;而在(?)→∞的极限情况下在实验所研究的温度区间内不能很好地描述实验数据。
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