论文部分内容阅读
离子液体作为新兴软功能材料,其物理和化学性质数据是相关工业设计和开发的重要基础,其性质与结构关系的研究可为新型功能化离子液体的设计开发及应用提供重要依据。磁性离子液体是带有磁性的一类离子液体,具有独特性能,它可用于反应溶剂,催化剂,分离溶剂及纳米材料制备中,特别是在工业过程中,可以避免流失所带来的物耗及能耗问题,因而,较常规离子液体而言具有更多的工程应用优势。本论文沿袭前人对离子液体数据库做了系统的工作,通过数据分析总结,合成了系列磁性离子液体,并对其物性、磁性开展了系统的研究。论文主要工作及成果如下:
1.收集ISI数据库中2008年1月至6月文献报道的所有关于离子液体的物性数据,并整理录入Access数据库。与2007年底数据库情况比较,共增加57种阳离子、14种阴离子、144种离子液体,约300余条物性数据信息。对离子液体编号进行了相应的修改,对原本规律性不强的阴阳离子编号均变为5位数编号,前两位表示类别,后三位表示个数,不足位数的以“0”补齐,使编号更具科学性。并将数据库中纯离子液体的17000余条数据,包括每一个离子液体的名称,简称,分子量,分子式,结构,参考文献,应用以及各种物性数据,对照原文献进行了一一的校对。并整理1984至2008年6月的所有纯离子液体的物性数据,汇编成册,出版了《Ionic Liquids:Physicochemical Properties》一书。
2.合成了十一种磁性离子液体,包括四种不同烷基链长阳离子的1-甲基-3-烷基咪唑四氯化铁[Cnmim][FeCl4](n=2,4,6,8),三种不同磁性金属络合基团阴离子的1-甲基-3-丁基咪唑四卤化铁[C4mim][FeX4](X=Br,Cl),四种不同烷基链长阳离子的双阴离子的1,1’-二甲基-3,3’-亚烷基双咪唑四氯化铁[MIm-Cn-MIm][FeCl4]2(n=2,4,6,8)。并对产物进行了IR、1HNMR、ESI-MS、Raman表征,验证其结构。
3.研究了磁性离子液体的各种物理化学性质及磁性随结构及温度的变化规律。研究发现:磁性离子液体会有多个相变温度,包括熔点、玻璃化转变温度、结晶点等;温度的升高,使磁性离子液体的密度减小、粘度减小、电导率增大;阳离子侧链的增长,使磁性离子液体的熔点减小、密度减小、粘度增大、电导率减小;阴离子尺寸及相对质量的增加使磁性离子液体的密度增大、粘度增大、电导率减小;由于磁性离子液体中存在络合的金属元素,造成其阴阳离子氧化还原反应较多,电化学窗口较窄;磁性离子液体常温下为顺磁性,在低温下为铁磁性。