离子液体[C22O1IM][NTf2]的极性估算及其二元体系物理化学性质研究

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本文以N-乙基咪唑、2-溴乙基甲基醚和双三氟甲基磺酰亚胺锂为原料,经过多步反应,合成了疏水性离子液体1-(2-甲氧基乙基)-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐[C22O1IM][NTf2]。产物采用核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、质谱(ESI-MS)和元素分析(EA)进行表征,经过谱图分析确定合成的物质为目标产物,并且纯度大于99%。将合成的离子液体[C22O1IM][NTf2]进行热重实验,进而计算离子液体的汽化焓。根据Hildebrand理论,利用实验得到的离子液体汽化焓数据,估算了离子液体[C22O1IM][NTf2]的极性新标度δμ。根据文献中报道的离子液体汽化焓以及其他物理化学性质计算出了部分离子液体极性新标度δμ。结果发现,随着离子液体中烷基链上亚甲基(-CH2-)的增多,δμ值逐渐减小,这与随着离子液体烷基链的增长,离子液体疏水性逐渐增加是一致的。对于亲水性离子液体的极性也普遍要比疏水性离子液体大。进而计算20种分子液体的极性新标度δμ,并对其进行排序,得到的顺序与分子液体介电常数的顺序是一致的。这也可以说明,我们提出的极性新标度的估算方法,在分子液体中也同样适用。将合成的离子液体[C22O1IM][NTf2]和有机溶剂甲醇、乙醇配制成全浓度范围的二元体系混合物。在标准大气压下、温度范围为288.15K-318.15K,测量二元体系混合物的密度以及粘度性质,进而计算二元体系混合物的平均摩尔体积(V)、超额摩尔体积(VE)、粘度偏差(Δη)、混合物粘滞流动超额活化Gibbs自由能(ΔG≠E)。根据Redlich-Kister方程,将超额摩尔体积(VE)、混合物粘滞流动超额活化Gibbs自由能的值分别对x1由最小二乘法拟合,估算出二元体系混合物的平均摩尔体积和粘度。将平均摩尔体积和粘度值分别与实验值进行对比,其结果与实验值高度相似。
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