质子型离子液体醋酸铵的离子率及平衡研究

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1、ADissertationsubmittedtoZhejiangUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEnigineeringThestudyontheionicityandequilibriumofammouinmacetateprotic10nlCliquid●·‘●1●■1Candidate：YiqiLvSupervisor：Professor．HaoranLiZhejiangUniversity,Hangzhou，P．R．China，310027Jan．，20

2、12浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝塑太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文储虢占鹤签字吼年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝堑太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以

3、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：g两导师签名：签字日期：年月日签字日期：z。lZ年多月7日浙江大学硕士学位论文摘要质子型离子液体是由质子从阴离子转移至阳离子所形成，但质子的不完全转移会导致在此类离子液体中存在着不可忽略的分子态物质，从而与形成的离子组成化学平衡。目前，因为没有适当的实验手段和方法来区分并定量质子型离子液体中的分子和离子，所以离子率(离子含量)的研究大多是定性的，鲜有定量的。在本论文中，我们运用红外光谱方法对醋酸铵型离子液体的离子率和平衡进行了研究，并将离子率数据运用到离子液体中

4、化学平衡常数的计算中。在醋酸铵的红外光谱图1200．1800cm-1范围内，我们可以区分出分子态和离子态的羰基振动峰。通过不同浓度比的醋酸钠／醋酸溶液建立红外特征峰面积对基团量的关系校正曲线，计算出了醋酸铵型离子液体的分离子率。实验结果表明：醋酸伯铵和醋酸仲铵的离子含量高达90％，而醋酸叔铵中的离子含量却低于20％，对比于强酸铵(三氟乙酸三丙铵)高达100％的离子率，说明阴阳离子的ApKa值越大，离子率越高。当ApKa值相近时，如醋酸铵质子型离子液体，它们的离子率主要取决于阳离子胺的空间结构，即烷基链越多，阴离子中的质子越不容易转移至阳离子，导致大量分子态物质存在于

5、多烷基链的醋酸叔铵中。在此研究过程中，红外光谱方法展现出的优势，加上模拟溶液建立校正曲线的思路，有助于我们对其他类型离子液体离子率的计算。离子率低于20％的醋酸叔铵型离子液体，在实验中出现分层现象。基于1HNMR核磁共振表征结果，我们推测体系中离子液体的量超出分子态胺和酸对其溶解度，从而导致分层。换句话说，在此分层体系中不仅包括分子、离子间的化学平衡，还有上下层溶液间的液液平衡。我们运用在线红外和pH及电导滴定实验对比了双液系溶液和孤立离子液体层中的平衡性质，实验结果显示等摩尔量酸碱中和方法不适用于醋酸叔铵质子型离子液体，只会产生下层为离子液体溶液的双液系三组分溶液

6、。而且在孤立的离子液体中加入的胺到达一定摩尔量时，单层离子液体层会再次分层，形成新的双液系三组分复杂体系。关键词：质子型离子液体，红外谱图，离子率，平衡浙江大学硕士学位论文AbstractThereisachemicalequilibriumbetweenneutralmolecularandionicspeciesinproticionicliquids(PILs)duetotheprotontransfermaybelessthancomplete·Consequently,itisimportanttohavetechniquesthatenableameas

7、ureoftheamountoftheionicandmolecularspecies．However,thereiscurrentlynostandardmethodfordeterminingtheionicityofPILsasshortofmethodtodistinguishtheionicandmolecularspeciesandtodoquantitativeworks，letalonetheequilibriumconstant．Inthiswork，thespecificionicityandequilibriumpropertiesofal