离子液体粘度的QSPR研究

论文摘要

离子液体(Ionic Liquids)是最近十几年刚出现的一类与传统有机溶剂十分不同的新型绿色溶剂。离子液体特殊的性质使得它被应用于分离、催化、电化学和功能材料等领域。离子液体已经成为绿色化学工艺中最热门的物质之一。但是,作为离子液体关键的物理性质,粘度阻碍了其研究应用的进一步发展。因此,对于离子液体粘度的深入理解是必要的,而当前这方面的研究又是相当缺乏的。本论文利用高斯软件和CODESSA软件,对六类离子液体在其粘度与结构之间建立了关联式,深入揭示了离子液体粘度的微观本质,对于离子液体的合成应用有着重要的指导意义。主要工作如下：1、阐述了对离子液体粘度的直观认识,包括阳离子对粘度的影响、阴离子对粘度的影响和温度对粘度的影响。2、从数据库中选出常压条件下数据最多的离子液体,并进行分类。离子液体粘度数据的选择规则依次是：相同温度,含水量最少,年份最近。最终得到六类共十三组离子液体粘度数据。3、对得到的十三组粘度数据进行了定量结构性质关系(QSPR)研究,得到了较好的拟合模型(相关性系数R2>0.8226)。发现阴阳离子间静电作用和空间结构对离子液体粘度有着最重要的影响。4、将本文结果与传统有机溶剂粘度的QSPR结果进行比较。有机溶剂的氢键相互作用和结构性质是粘度最重要的影响因素,与其不同,对阳离子固定的离子液体,阴离子的结构和阴阳离子间的静电作用是影响离子液体粘度的重要因素；对于阴离子固定的离子液体,应该更侧重考虑阴阳离子间的静电作用和阳离子结构对粘度的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 离子液体和它的发展史
• 1.2 离子液体出现的历史背景
• 1.3 离子液体的特性
• 1.4 离子液体的种类与结构
• 1.5 离子液体的潜在应用
• 1.5.1 在化学反应中的应用
• 1.5.2 在气体分离中的应用
• 1.5.3 在液体分离方面的应用
• 1.5.4 作为清洁生产的溶剂应用
• 1.5.5 在电化学和储能技术中的应用研究
• 1.5.6 在燃料脱硫中的应用研究
• 1.5.7 在功能材料方面的应用研究
• 1.5.8 离子液体的其他应用研究
• 1.6 离子液体的物化性质
• 1.6.1 离子液体的粘度
• 1.6.2 离子液体的熔点
• 1.6.3 离子液体的热稳定性
• 1.6.4 离子液体的密度
• 1.6.5 离子液体的溶解性
• 1.6.6 离子液体的表面张力
• 1.6.7 离子液体的其他性质
• 1.7 定量结构-性质关系（QSPR）
• 1.8 离子液体的QSPR研究进展
• 1.8.1 电导率和粘度的QSPR研究
• 1.8.2 界面张力的QSPR研究
• 1.8.3 熔点的QSPR研究
• 1.8.4 无限稀释活度系数的QSPR研究
• 1.8.5 生物毒性的QSPR研究
• 1.9 本文的展开
• 第二章 离子液体粘度变化规律的定性分析
• 2.1 温度对粘度的影响
• 2.2 阳离子结构对粘度的影响
• 2.3 阴离子结构对粘度的影响
• 第三章 固定阳离子的离子液体粘度的QSPR研究
• 3.1 前言
• 3.2 研究对象
• 3.3 建立模型
• 3.4 结果与讨论
• 2mim]⁺）'>3.4.1 Ⅰ组（[C₂mim]⁺）
• 4mim]⁺）'>3.4.2 Ⅱ组（[C₄mim]⁺）
• 444,C₃NH₂]⁺)'>3.4.3 Ⅲ组([P₄₄₄,C₃NH₂]⁺)
• 3.5 与有机物粘度研究结果的比较
• 3.6 小结
• 第四章 固定阴离子的离子液体粘度的QSPR研究
• 4.1 前言
• 4.2 研究对象
• 4.3 建立模型
• 2N]^-）'>4.3.1 Ⅳ组（[Tf₂N]^-）
• 4]^-）和Ⅵ组（[DCA]^-）'>4.3.2 Ⅴ组（[BF₄]^-）和Ⅵ组（[DCA]^-）
• 4.4 结果与讨论
• 2N]^-）'>4.4.1 Ⅳ组（[Tf₂N]^-）
• 4]^-）'>4.4.2 Ⅴ组（[BF₄]^-）
• -）'>4.4.3 Ⅵ组（[DCA]^-）
• 4.5 与有机物粘度研究结果的比较
• 4.6 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 研究成果及发表的学术论文
• 致谢
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书