《基於離子液體新型二元溶劑體系的溶液性質研究》是依託陝西師範大學，由李淑妮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於離子液體新型二元溶劑體系的溶液性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李淑妮
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
純離子液體由於粘度大不利於流動傳輸而導致工業操作困難，故離子液體與低粘度溶劑的混合體系是離子液體走向套用的必然趨勢，但此類體系溶液性質研究的匱乏又是制約其套用發展的瓶頸，因此，含離子液體混合溶劑體系相化學和熱力學性質的探討對於實現離子液體的實質性套用是十分關鍵的；本項目擬在我們課題組多年研究溶液化學的基礎上，系統探討離子液體與水、醇和醯胺等三類低粘度溶劑組成的新型二元溶劑體系的溶液性質；構建體系的多溫溶解度、密度、粘度、電導率和折光率等基本理化性質資料庫，並與相關熱力學模型關聯獲得體系的體積性質、傳輸性質、滲透係數、活度係數、過量吉布斯自由能等，以進一步實現含離子液體二元溶劑體系性質的理論預測，為探究二元溶劑組分之間的弱相互作用規律提供翔實的依據;本項目的開展，不僅能夠豐富和發展離子液體溶劑體系的基礎溶液化學，促進化學熱力學和相關學科的發展，並且將對離子液體的開發套用起到重要的指導作用。
結題摘要
離子液體因其獨特的物理和化學性質而在工業和學術領域引起了越來越多的關注。但是大部分常用離子液體的極大的粘度，使得其工業化套用的進度大大受到阻礙。因此，本項目將離子液體與常用分子溶劑混合以調節離子液體的性質。通過測定系列二元溶劑體系的粘度、密度和折光率等性質，在此基礎上獲得體系的體積性質和過量性質等數據，進而分析探討各類體系中離子液體與分子溶劑間的相互作用。此外，為拓展此類二元體系的套用，利用離子液體的結構效應，進行了貴金屬納米粒子的合成。本項目圍繞離子液體二元體系的性質測定和套用，取得了以下進展：(1) 選擇咪唑離子液體[Cnmim]Cl/Br (Cnmim = 1-烷基-3-甲基咪唑; n = 2, 4, 6, 8)，與分子溶劑水、醇類(正丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇)、醯胺類(N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺)、脲類(N-甲基吡咯烷酮、1, 3-二甲基-2-咪唑烷酮、1, 3-二甲基-3, 4, 5, 6-四氫-2-嘧啶酮)組成二元溶劑體系，測定了體系在常壓下和溫度範圍T =(288.15-333.15)K的密度、折光率和粘度，獲得了二元混合體系的過量摩爾體積和表觀摩爾體積，折光偏差和過量吉布斯自由能。結果顯示，分子溶劑的加入會使體系的粘度急速降低。溫度越高，粘度越低。即此類二元體系能很好地改善離子液體的傳輸性能。(2) 採用1-丙基磺酸-3-甲基咪唑氯鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-羥乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽為穩定劑以及還原劑等作用，在離子液體-水以及離子液體-二甘醇體系中，通過預沉澱以及還原法，獲得了超細的石墨烯負載Pd、立方形狀Pt、炭黑負載Pt以及空心Pt納米管等不同形貌和不同負載體的貴金屬納米粒子。此類離子液體輔助作用下製備的納米粒子，具有分散均勻和粒徑小的特點，充分提高了納米催化劑的利用率和穩定性。而且，此類催化劑在電化學催化甲酸氧化反應、氨氧化反應和氧還原反應中表現出良好的催化性能，為燃料電池催化劑的發展提供了一種新的思路。
