子液体的熔点越低。溶解性很好,能溶解许多有机物如有机无机金属有机化合物和高分子材料,也可以延长许多不稳定物种如及等的寿命。离子液体的溶解性与其阳离子和阴离子的特性密切相关。阳离子对离子液体溶解性的影响可由正辛烯在含相同甲苯磺酸根阴离子季铵盐离子液体中的溶解性看出,随着离子液体的季铵阳离子侧链变大,即非极性特性增加,正辛烯的溶解性随之变大。通常由弱配位的离子组成,配位能力主要由阴离子的性质所决定,具有高极性潜力而非配位能力,因此可溶解过渡金属配合物,而不与之发生配合作用。含酸如的离子液体,在定的条件下表现出酸甚至超强酸的酸性,因而此类离子液体在作为反应介质的同时还往往起催化剂的作用。粘度大,在常温下,离子液体的粘度是水和般有机溶剂的几十倍甚至几百倍。因此,它是优良的色谱固定相和修饰电极固定剂。离子液体的粘度主要取决于离子间较强的静电力范德华力和氢键等相互作用。导电性好,电位窗宽,离子液体的室温电导率般在左右,可用作许多物质的电解液。同时,离子液体拥有在较宽的电位范围均不会发生电化学反应的特性,其般的电位稳定范围为左右,这是普通溶剂所无法比拟的。处理简单,可循环使用。制备简单,价格相对便宜。与传统溶剂相比,用离子液体作有机化学反应的介质,可获得更高的选择性和更快的反应速率,同时还具有反应条件温和环境友好的特点。多种重要的有机合成反应,如加成反应聚合反应氧化还原反应烷基化反应酰基化反应酯化反应等均可在离子液体介质中进行,避免了其它有毒溶剂及催化剂的使用。反应中离子液体可循环使用,且效率无明显下降。因此,离子液体越来越受到大家的重视,正因为离子液体具有以上多种独特的性质,故它在化学合成新材料研究精细化学加工表面加工微电子器件开发等领域得到应用,并显示出了良好的效果及应用前景。离子液体具有系列独特的物化性能,是种真正的绿色溶剂,已广泛和成功地用于材料制备催化金属电沉积燃料电池等。在金属的电解精炼方面,离子液体是种理想的室温液态电解质,它融合了高温熔盐和水溶液的优点具有较宽的电化学窗口,在室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属和合金,但没有高温熔盐那样的强腐蚀性离子液体的上述特性及其具有不易挥发和燃烧可溶解许多无机物和有机物易通过物理方法再生的优点,使其在冶金和材料制备领域尤其是有色金属提取与分离等方面具有广阔的应用前景。离子液体的概述离子液体的定义离子液体的离子液体就是完全由离子组成的液体,是在室温或室温附近温度下呈液体态的盐类,也称为低温熔融盐。它是从传统的高温熔融盐演变而来的,但与般的离子化合物有着非常不同的性质和行为,最大的区别在于般离子化合物只有在高温状态下才能变成液态,而离子液体在室温附近很大的温度范围内均为液态,最低凝固点可达。按照其物理状态分在以内呈液态的就称之为离子液体,熔点高于的则称为离子盐。离子液体作为类新型的绿色溶剂在许多领域得到广泛应用并迅速发展成为研究热点。与易挥发的有机溶剂相比,离子液体没有可测量的蒸气压不可燃热容大热稳定性好离子电导率高电化学窗口宽,因而被视为绿色化学和清洁工艺中最有发展前途的溶剂并得到了广泛的应用。离子液体的分类室温离子液体中只存在阴阳离子,没有中性分子,其主要特点是阳离子较大且不对称,阴离子较小。阳离子有类烷基季铵离子烷基季磷离子,烷基取代的咪唑离子和基取代的吡啶离子见图。图室温离子液体中常见的阳离子负离子主要是等体积较大的阴离子。离子液体可分为类卤化盐型其中也可用代替,如乙基甲基咪唑氯代铝酸盐,其缺点是对水极其敏感,要在真空或有决惰性气氛下进行处理和研究,质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中的化学反应定性的影响。非卤化盐型又称为新离子液体的阳离子多为烷基取代的咪唑离子,阴离子为等,许多品种对水和空气稳定,如乙基甲基咪唑四氟硼酸盐。以为阴离子的离子液体要小心爆炸,特别是在干燥的时候。离子液体的性质离子液体的熔点离子液体是低熔点的季铵膦盐。正离子部分是有机阳离子,如丁基甲基咪唑,乙基甲基咪唑,体积比无机离子大,因此有较低的熔点。阳离子中电荷越分散,分子的对称性越低,生成化合物的熔点越低。阴离子的大小对熔点有较大的影响。大的阴离子,与阳离子的作用力小,晶体中的晶格能小。因此,易生成熔点低的化合物。离子液体的密度离子液体的密度与阴离子和阳离子有很大关系。比较含不同取代基咪唑阳离子的氯铝酸盐的密度发现,密度与咪唑阳离子上烷基链长度呈线性关系,随着有机阳离子变大,离子液体的密度变小。这样可以通过阳离子结构的轻微调仪表测得的电导率平均值之差不超过时确定为测量终点。按键选择电导率进行测量。将温度控制在进行测定,每升高,测次电导率值。测量完毕,用纯化水冲洗电极,用滤纸吸干。关机。按开关机键关闭仪器,切断电源。结果讨论粘度实验数据与结果讨论表不同温度下离子液体粘度数据η图粘度温度数据图分析误差如下仪器本身存在着定的系统误差。在测定的过程中空气流动。控温装置没有稳定便开始测量,也影响粘度的测量。由实验表格可看出,常温下其黏度较大是水的几十倍。离子液体的粘度随着温度的升高,黏度降低。即乙基甲基咪唑乳酸盐离子液体的粘度随着稳定升高而降低表面张力实验数据与结果分析温度粘度温度粘度表不同温度下离子液体表面张力数据图表面张力温度数据图由表表面张力温度数据和由表面张力温度数据图乙基甲基咪唑乳酸盐离子液体表面张力随温度变化曲线可知,离子液体乙基甲基咪唑乳酸盐离子液体的表面张力和温度亦呈线性递减关系,其表面张力随温度的升高而减小。分析误差如下在实验过程中,仪器本身存在定的系统误差。仪器显示数值还有微小幅度变化就记录下数据。密度实验数据与结果讨论表不同温度下离子液体密度数据温度表面张力温度表面张力温度温度图密度温度数据图通过上面曲线可以看到同种离子液体的表面张力随温度的升高而下降误差分析如下仪器本身存在着定的系统误差。在测定密度的过程中室内有定的气流,使密度天平平衡有定的偏差。电导率实验数据与结果讨论表不同温度下离子液体电导率数据温度电导率温度电导率η图电导率温度数据图通过上面电导率温度数据和由表电导率温度数据图可知同种离子液体的表面张力随温度的升高而下降。分析误差如下在实验过程中,仪器本身存在定的系统误差。电导率仪显示数值还有微小幅度变化就记录下数据。结论离子液体的独特性质使它在实验室和工业规模可以作为常规有机溶剂的绿色替代溶剂。离子液体通过改变阳离子阴离子侧链可调的性质为化学家合理设计理想的溶剂提供了宽广的空间。主要特点是几乎无蒸汽压,用其代替高挥发的有机溶剂能够实现清洁生产,在蒸馏分离等操作过程中不会流失,可以循环使用可通过不同阴阳离子的组合来调节离子液体的物理和化学性质,即可以设计离子液体具有很宽的液态温度范围,为那些反应温度过高而不能在有机溶剂中进行的反应提供良好的反应介质高的热稳定性和化学稳定性型离子液体除外溶解能力强,对无机和有机材料均能表现出良好的溶解性能和宽的电化学窗口等等。离子液体以其自身优势吸引许多科研工作者积极投身于对它的研究和开发。随着研究的深入和创新性成果的不断涌现,阻碍离子液体发展的些问题也会得到解决,如离子液体的成本偏高问题,随着离子液体在更多领域的应用,离子液体生产规模的扩大,其成本必定会有所降低另外离子液体可循环使用,工业生产的成本也会下降。相信离子液体的应用前景将是十分乐观的。但由于离子液体价格相对昂贵用量相对较大而限制了其广泛应用。因此,在研究离子液体应用的同时,如何降低离子液体的用量和提高其使用效率也成为离子液体进入实际应用之前迫切需要解决的问题。参考文献,金学勇,邸学进离子液体的制备性质及应用滨江师专学报,Ⅲ李汝雄绿色溶剂离子液体的合成与应用北京化学工业出版社凌国平逄清强室温熔盐电镀的新进展,化学通报ⅢⅡ,致谢本学位论文是由张庆国老师带领我完成的,他积极的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风给予了我很深的激励。从选题开始到论文结束,张老师都给了我很大的帮助,在他的教导下,我又学会了很多东西,同时他更教会了我如何克服学习上的困难等,让我受益匪浅,在此我向张老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。本论文的顺利完成,离不开各位老师同学跟朋友的关心和帮助,在此感谢张鑫源学姐的帮助,在此表示深深的感谢。同时我还要感谢化学化工学院的所有老师,是你们让我在这短短的四年里学会了更多的知识,教会了我如何的为人处事,更感谢四年来你们对我无微不至的照顾,在此也向你们致以我最诚挚的谢意。本科毕业论文设计乙基甲基咪唑乳酸盐离子液体的热力学性质研究摘要离子液体是指在室温范围内通常为呈现液态的完全由离子构成的物质体系,又称室温离子液体。离子液体的最早报导可以追溯到世纪初。与传统的溶剂相比离子液体具有如下特点没有显著的蒸气压具有良好的溶解能力。具有良好的导电性。具有较好的热稳定性和化学稳定性。易于与其他物质分离,可循环利用。制备简单。作为新型的绿色溶剂和环保电解质,离子液体其具有良好的导电性较低的熔点宽阔的电化学窗口和可以忽略的蒸汽压等多种优点而广泛的应用于诸多领域。因此,离子液体的合成开发与应用越来越受到化学工作者的重视,已被广泛地应用于有机合成分离电化学和无机物的制备中。本文对离子液体的类别特性发展历史及应用前景做了总结,并以乙基甲基咪唑乳酸盐离子液体为研究对象,对离子液体热力学性质进行研究。关键词离子液体绿色溶剂环保电解质热力学性质目录摘要引言离子液体的概述离子液体的定义离子液体的分类离子液体的性质离子液体的熔点离子液体的密度离子液体的溶解性离子液体的粘度离子液体的导电性离子液体的酸碱性离子液体的应用离子液体在化学反应中的应用离子液体在催化反应中的应用离子液体在分离中的应用离子液体