论文题目: 室温离子液体的合成及应用
论文类型: 硕士论文
论文专业: 有色金属冶金
作者: 李艳
导师: 华一新
关键词: 室温离子液体,合成,电导率,电化学窗口,黏度
文献来源: 昆明理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文合成了N-烷基吡啶类和N-甲基咪唑类室温离子液体。测定了他们的电化学窗口和电导率,为下一步离子液体在电解活泼金属和电镀领域的应用奠定了基础。 首先利用1-氯丁烷与吡啶或1-甲基咪唑反应合成了作为室温离子液体中间体的氯化N-正丁基吡啶（BPC）、氯化1-甲基-3-丁基咪唑（[bmim]Cl）。AlCl3和BPC按摩尔比为2:1、1:1和0.8:1可以分别合成酸性、中性和碱性室温离子液体;利用BPC与NH4BF4,[bmim]Cl与NH4BF4或KHSO4在乙腈中的复分解反应,合成了四氟硼酸N-正丁基吡啶（BPBF4）、四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑（[bmim]BF4）和硫酸氢盐1-甲基-3-丁基咪唑（[bmim][HSO4]）三种室温离子液体。通过核磁共振氢谱（1H NMR）、拉曼光谱（Raman）和红外光谱（IR）手段对合成产物的化学结构进行了表征,证明了合成物分别是BPC、[bmim]Cl、AlCl3-BPC、BPBF4、[bmim]BF4和[bmim][HSO4]。 利用循环伏安法测定了室温离子液体的电化学窗口。酸性、中性和碱性AlCl3-BPC、BPBF4、[bmim]BF4和[bmim][HSO4]离子液体的电化学窗口分别为3.4V、4.0V、2.25V、3.1V、2.2V和2.2V,它们的电化学窗口都比较宽,且大于水的电化学窗口（1.229V）,因而许多不能通过水溶液电解得到的活泼金属如铝一等,可以通过含有相应金属元素的离子液体电解得到。 测定了酸性、中性和碱性AlCl3-BPC、BPBF4、[bmim]BF4和[bmim][HSO4]离子液体的电导率,结果表明每种离子液体的电导率均随着温度的升高而增大,电导率大小顺序依次为Ka>Kb>Kc>Kd>Ke>K>f,其中Ka,Kb,kc,Kd,Ke和Kf分别为[bmim]BF4、BPBF4、酸性、碱性、中性AlCl3-BPC和[bmim][HSO4]室温离子液体的电导率。并且每种离子液体的电导率对数与温度倒数的关系呈线性关系,满足Arrhenius方程。 测定了BPBF4、[bmim]BF4和[bmim][HSO4]三种室温离子液体在22℃时
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 引言
1．2 室温离子液体简介
1．2．1 室温离子液体的基本概念
1．2．2 室温离子液体的理化性质
1．2．2．1 室温离子液体的物理性质
1．2．2．2 室温离子液体的化学性质
1．3 室温离子液体的应用
1．3．1 室温离子液体在电化学方面的应用
1．3．2 室温离子液体在其它方面的应用
第二章 实验
2．1 实验试剂
2．2 实验设备
2．3 测试仪器
2．3．1 核磁共振测试
2．3．2 拉曼光谱分析
2．3．3 红外光谱分析
2．3．4 电导率测试
2．3．5 电化学分析测试
2．3．6 黏度测试
第三章 实验结果与讨论
3．1 中间体BPC的合成及结构测定
3．1．1 传统加热回流合成
3．1．2 BPC的结构
3．1．2．1 BPC的核磁共振氢谱
3．1．2．2 BPC的拉曼光谱
3．2 AlCl_3-BPC离子液体的合成及性质测定
3．2．1 AlCl_3-BPC离子液体的合成
3．2．2 AlCl_3-BPC离子液体的电化学窗口
3．2．3 AlCl_3-BPC离子液体的电导率
3．3 BPBF_4离子液体的合成及性质测定
3．3．1 BPBF_4离子液体的合成
3．3．2 BPBF_4的结构
3．3．2．1 BPBF_4的核磁共振氢谱
3．3．2．2 BPBF_4的红外光谱
3．3．3 BPBF_4离子液体的电化学窗口
3．3．4 BPBF_4离子液体的电导率
3．4 中间体[bmim]Cl的合成及结构测定
3．4．1 [bmim]Cl的合成
3．4．2 [bmim]Cl的结构
3．4．2．1 [bmim]Cl的核磁共振氢谱
3．4．2．2 [bmim]Cl的红外光谱
3．5 [bmim]BF_4的合成及性质测定
3．5．1 [bmim]BF_4室温离子液体的合成
3．5．2 [bmim]BF_4室温离子液体的结构
3．5．2．1 [bmim]BF_4的核磁共振氢谱
3．5．2．2 [bmim]BF_4的红外光谱
3．5．3 [bmim]BF_4室温离子液体的电化学窗口
3．5．4 [bmim]BF_4室温离子液体的电导率
3．6 [bmim][HSO_4]的合成及性质测定
3．6．1 [bmim][HSO_4]室温离子液体的合成
3．6．2[bmim][HSO_4]室温离子液体的结构
3．6．2．1 [bmim][HSO_4]的核磁共振氢谱
3．6．2．2 [bmim][HSO_4]的红外光谱
3．6．3 [bmim][HSO_4]室温离子液体的电化学窗口
3．6．4 [bmim][HSO_4]室温离子液体的电导率
3．7 BPBF_4、[bmim]BF_4和[bmim][HSO_4]三种离子液体的黏度
3．8 AlCl_3-BPC、BPBF_4、[bmim]BF_4和[bmim][HSO_4]四种离子液体的
3．8．1 电化学窗口的比较
3．8．2 电导率的比较
3．9 AlCl_3-BPC、BPBF_4、[bmim]BF_4和[bmim][HSO_4]四种室温离子液体的应用
第四章 结论
第五章 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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