《匹配陰離子影響下咪唑類離子液體的土壤吸附行為》是依託同濟大學，由邱宇平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：匹配陰離子影響下咪唑類離子液體的土壤吸附行為
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：邱宇平
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
咪唑類離子液體（ILs）是由烷基咪唑陽離子和無機/有機陰離子組成的室溫熔鹽。以往研究認為，咪唑類ILs的土壤吸附行為主要取決於陽離子的靜電吸附作用和烷基的疏水分配作用，很少涉及ILs陰離子的貢獻。然而有證據表明，某些陰離子能通過離子締合作用與咪唑陽離子形成離子對，並有效改變ILs的溶解度和疏水性。為澄清不同類型陰離子對土壤吸附咪唑類ILs的影響，本項目將以多種（無機/有機、含氟/非氟、芳環/非芳環、長鏈/短鏈）陰離子匹配的咪唑類ILs為研究對象，研究不同陰離子和咪唑陽離子間的締合能力，揭示ILs的Kow值隨陰離子變化的規律，比較陰離子不同的咪唑類ILs在多種土壤（陽離子交換容量不同、有機質含量不同）和多種土壤介質（粘土礦物、金屬氧化礦物、腐殖酸）上的吸附/脫附行為，結合儀器表征手段討論不同吸附/脫附體系中ILs陰離子影響的程度與機理，綜合闡明土壤吸附咪唑類ILs過程中陰離子的角色與作用。
結題摘要
本項目研究了匹配陰離子影響下，咪唑類離子液體在土壤和土壤介質（黑碳和蒙脫石）上的吸附行為和規律。發現離子液體在多種土壤上的吸附係數Kd值均很低（<幾十L/kg），土壤陽離子交換容量（CEC）是影響吸附的主要因素。土壤礦物（如蒙脫石）能為離子液體提供較強吸附，層間陽離子交換是吸附的主要作用力；蒙脫石的吸附能力隨碳鏈增長而增加。但總體而言，陰離子對土壤和蒙脫石吸附離子液體的影響均不顯著。然而，環境黑碳對離子液體的吸附卻嚴重受制於陰離子的影響。不同陰離子影響下，咪唑離子液體的Kd範圍為59.8-344.3 L/kg之間；二苯並咪唑類離子液體的Kd範圍為253.4-253.4 L/kg之間；[Tf2N]-和[PF6]-陰離子能顯著提升離子液體的吸附能力。吸附影響總體排序為：[Tf2N]- > [PF6]- ＞ [CF3SO3]-＞ [BF4]- ≈ [CF3COO]- ＞ [CH3SO3]- ≈ [CH3COO]-，這主要得益於不同陰離子與咪唑或苯並咪唑陽離子間締合能力不同。我們通過離子對締合常數（KIP）大小的測定，定量評價了上述陰/陽離子締合能力的強弱；並且通過辛醇/水分配係數（Kow）大小的測定，定量評估了離子對的疏水性。發現Kd與KIP，以及Kd與Kow之間，存在很好的線性正相關。這說明：陰離子與陽離子的締合強弱，能影響離子對的疏水性，進而影響離子液體在黑碳上的吸附。
