氨基酸离子液体(AAIL)具有生物再生性能,是新一代、环境更友好的离子液体(IL),它在生物学,药学,酶化学等领域有广阔应用前景。本项目是前一个基金项目"氨基酸离子液体的热力学性质研究"的进一步拓宽和创新合成更多新的AAIL并利用标准加入法精确测定其热力学性质和迁移性质;提出了离子等张比容的新概念,利用这个新概念可估算其它AAIL的等张比容,进而估算表面张力,汽化焓和溶解度参数、热膨胀系数等静态性质;利用Glasser离子液体晶格能理论和溶解热实验数据,估算离子的溶剂化能和反应热效应;根据AAIL的结构特点,提出了AAIL电导的离子交换跃迁模型,并利用该模型说明了W系数是与AAIL的离子电荷和离子对(或离子集团)直径有关的物理量,它能把摩尔体积、电导率和粘度连接起来并可用半经验方法估算AAIL的迁移性质。这些研究成果不仅对AAIL适用,对其它IL也适用,有较大学术意义和实用价值。
ionic liquids;parachor;thermodynamic property;transition model;Walden product
本项目首先合成了34种离子液体。在(298.15-338.15±0.01)K温度下,测定了[Cnmim][OAc](n=2-6),[Cnmim][Pro](n=2-6) ,[Cnmim][Ser] (n=3,4),[Cnmim][Thr] (n=2-6) [Cnmmim][NTf2] (n = 2,4),[Cnpy][DCA](n = 2-6)等的密度ρ,表面张力γ和折光率nD,通过计算,得到了S0,UPOT,Vm,Sa,Ea,P,Rm,和αp等热力学性质。 其次,提出了离子等张比容新概念。计算得到了吡啶阳离子[Cnpy]+ 和咪唑阳离子[Cnmim]+ (n = 2-6)和[Cnmmim]+(n = 2,4)的离子等张比容值,结合文献数据,计算得到不同的47种阴离子等张比容值,从而建立和扩充离子等张比容数据表并用离子等张比容预测了其他52种离子液体的表面张力值及折光率值。再次,基于3点假设提出了离子液体离子电导跃迁模型,得出 walden系数是离子液体的特征物理量,不是常数,解决了学术领域关于w系数是否为常数的争论。最后,在(298.15-338.15±0.01)K下,测定了离子液体[Cnmim][OAc](n=2-6),[Cnmim][Ser] (n=3,4),[Cnmmim][NTf2] (n = 2,4),[Cnpy][DCA](n = 2-6等)的电导率σ和粘度η,并分别用Arrhenius和VTF方程两种方法来分析ILs电导率/粘度随T的变化规律,并计算了ILs的摩尔电导率,电导活化能和粘流活化能。用Nernst-Einstein方程计算了ILs的扩散系数,还根据Eyring液体粘度理论,计算得到了ILs的粘性流动活化Gibbs自由能ΔG≠。最后,在288.15-308.15K每隔5K,分别测定不同质量摩尔浓度的离子液体[Cnmim][OAc](n=3-6), [Cnmim][Lact](n=2-5)和[Cnmim][Ala] (n = 2,4)等在水中的摩尔溶解焓。并计算得到ILs的无限稀释标准摩尔溶、相对表观摩尔溶解焓L、[OAc]-,[Lact]-和[Ala]-的离子水化、ILs水溶液标准摩尔热容solCp,mθ和相对表观摩尔热容Cp也被计算得到。