咪唑醋酸盐离子液体的合成及其二元体系性质

论文摘要

咪唑醋酸盐属于更绿色安全的离子液体，具有独特的物化性质，在生物化工、环境等领域广泛应用。研究咪唑醋酸盐的物理化学和二元体系性质，利于深入了解离子液体的独特性质和溶剂特征，为相关领域的研究提供理论依据。目前，关于咪唑醋酸盐离子液体很少有文献报道，咪唑醋酸盐的物性数据和二元溶液的性质都十分缺乏。基于此，本文主要完成了如下工作：（1）合成制备了离子液体1-甲基咪唑醋酸盐（[M im]Ac），1,3-二甲基咪唑醋酸盐（[Mmim]Ac）和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim]Ac）。并对其进行了红外光谱分析、紫外光谱分析。（2）测定了[M im]Ac,[Mmim]Ac和[Emim]Ac在293.15-338.14K间的密度、电导率和绝对粘度,计算了相应的摩尔电导率和运动粘度。用最小二乘法分别拟合建立了密度、电导率、摩尔电导率、绝对粘度和运动粘度与温度的函数关系。讨论了咪唑环3位氮原子上烷基链长对以上咪唑醋酸盐五种物理化学性质的影响。（3）在293.15K测定了[M im]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac}（1）-H2O （orEtOH）（2）二元溶液在全浓度范围内的密度值，通过最小二乘法建立不同组分密度与摩尔分数的函数关系。用密度数据分别计算了[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or[Emim]Ac}（1）-H2O （or EtOH）（2）二元溶液的表观摩尔体积、超额摩尔体积和溶剂化系数，用非线性最小二乘法拟合优化了其二元溶液的表观摩尔体积与摩尔分数函数关系。用Redlich-Kister方程可以很好地关联不同组分下体系的超额摩尔体积，并得到了方程系数及二元体系的超额摩尔体积极值位置。（4）测定了293.15K[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac}（1）-H2O （orEtOH）（2）二元稀溶液的密度和电导率，计算了对应的摩尔电导率。在一定稀溶液的浓度范围内，用Kohlrausch经验公式结合最小二乘法拟合了摩尔电导率与浓度平方根的关系，得到了三种咪唑醋酸盐分别在水、乙醇溶液中极限摩尔电导率。在293.15K测定了[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac}（1）-H2O （orEtOH）（2）二元溶液在全浓度范围内的电导率，计算了对应的咪唑醋酸盐的摩尔电导率。讨论了溶剂极性大小对上述咪唑醋酸盐电导率和摩尔电导率的影响。（5）使用1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim]Ac）处理棉织物，研究[Emim]Ac对其染色效果的影响，初步探索了咪唑醋酸盐在纺织品中的应用。

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摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 离子液体的发展及现状

1.2 离子液体的种类及合成方法

1.2.1 离子液体的种类

1.2.2 离子液体合成方法

1.3 离子液体的应用

1.3.1 离子液体在有机合成中的应用

1.3.2 离子液体在萃取分离中的应用

1.3.3 离子液体在电化学方面的应用

1.3.4 离子液体在纤维素溶解方面的应用

1.4 离子液体的二元溶液性质研究

1.4.1 离子液体二元溶液电化学性质

1.4.2 离子液体二元溶液体积性质介绍

1.5 选题依据和研究内容

2 咪唑醋酸盐离子液体的合成及测定分析

2.0 前言

2.1 实验试剂与仪器

2.2 咪唑醋酸盐离子液体的合成

2.2.1 反应原理

2.2.2 [Mim]Ac 的合成

2.2.3 [Mmim]Ac 的合成

2.2.4 [Emim]Ac 的合成

2.3 咪唑醋酸盐离子液体的杂质分析

2.3.1 水含量测定

-、Na⁺离子含量测定'>2.3.2 Br^-、Na⁺离子含量测定

2.4 咪唑醋酸盐离子液体的光谱分析

2.4.1 咪唑醋酸盐离子液体的红外分析

2.4.2 咪唑醋酸盐离子液体的紫外分析

2.5 本章小结

3 咪唑醋酸盐离子液体的物理化学性质

3.1 前言

3.2 实验试剂与仪器

3.3 咪唑醋酸盐离子液体密度、电导率和粘度的测定

3.4 结果与讨论

3.4.1 咪唑醋酸盐离子液体的密度

3.4.2 咪唑醋酸盐离子液体的电导率和摩尔电导率

3.4.3 咪唑醋酸盐离子液体的绝对粘度和运动粘度

3.5 本章小结

4 咪唑醋酸盐离子液体在水和乙醇体系中的体积性质

4.1 前言

4.2 实验试剂与仪器

4.3 密度测定及表观摩尔体积、超额摩尔体积和溶剂化系数的计算

2O （or EtOH）（2）的密度测定'>4.3.1 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的密度测定

2O （or EtOH）（2）的表观摩尔体积、超额摩尔体积和溶剂化系数'>4.3.2 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的表观摩尔体积、超额摩尔体积和溶剂化系数

4.4 结果与讨论

2O （2）二元溶液密度与摩尔分数的关系'>4.4.1 [Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （2）二元溶液密度与摩尔分数的关系

4.4.2 [Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-EtOH （2）二元溶液密度与摩尔分数的关系

2O （or EtOH）（2）的表观摩尔体积与摩尔分数的关系'>4.4.3 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的表观摩尔体积与摩尔分数的关系

2O （or EtOH）（2）的超额摩尔体积与摩尔分数的关系'>4.4.4 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的超额摩尔体积与摩尔分数的关系

2O （or EtOH）（2）的溶剂化系数与摩尔分数的关系'>4.4.5 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的溶剂化系数与摩尔分数的关系

4.5 本章小结

5 咪唑醋酸盐离子液体在水和乙醇中的电导率

5.1 前言

5.2 实验试剂与仪器

2O （or EtOH）（2）稀溶液的电导率'>5.3 [Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）稀溶液的电导率

2O （or EtOH）（2）电导率的测定'>5.3.1 稀溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）电导率的测定

2O （or EtOH）（2）的电导率和摩尔电导率'>5.3.2 稀溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的电导率和摩尔电导率

2O （or EtOH）（2）的电导率'>5.4 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的电导率

2O （or EtOH）（2）的电导率测定'>5.4.1 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的电导率测定

2O （or EtOH）（2）的电导率和摩尔电导率'>5.4.2 二元溶液[Mim]Ac {or [Mmim]Ac or [Emim]Ac} （1）-H₂O （or EtOH）（2）的电导率和摩尔电导率

5.5 本章小结

6 1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐在纺织品中的应用性研究探索

6.1 前言

6.2 实验试剂与仪器

6.3 实验原理

6.3.1 [Emim]Ac 助剂整理工艺

6.3.2 染色工艺

6.4 测试指标

6.4.1 染色深度

6.4.2 拉伸断裂牢度

6.4.3 耐洗色牢度

6.4.4 摩擦色牢度

6.4.5 匀染性

6.5 结果与讨论

6.5.1 [Emim]Ac 处理对棉织物 K/S 值的影响

6.5.2 [Emim]Ac 处理对棉织物拉伸断裂牢度的影响

6.5.3 [Emim]Ac 处理对棉织物耐洗牢度和摩擦色牢度效果评定

6.5.4 [Emim]Ac 处理对棉织物染色匀染性效果评定

6.5.5 [Emim]Ac 处理对棉织物染色效果分析

6.6 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表文章

致谢

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