几种典型咪唑类离子液体的红外光谱研究
红外光谱法和量子化学法对离子液体提取水中壬基酚的机理研究
见离子液体与壬基酚相互 作用 前后 的红 外谱 图上没有 氢键存在 的迹象 ，而含羟基 的离子液体 在与壬基 酚作 用后其羟基峰发生了明显的红移。量子化学计算结果表 明常见离子液体 中的阳离子［ ＭＩ 与壬基 酚发生 Ｂ Ｍ］ 了ｃ —Ｈ…０氢键相互作用 ；而含 羟基 的离 子液体 中的阳离子 ［ ４ ＯＨＩ 与壬基酚发生 了 （一Ｈ…０氢 Ｃ Ｈ。 Ｍ］ ） 键相互作用 。 两种研究方法结果均显示含羟基 的离子液体 与壬基 酚的氢键作 用 比常见 离子液体 强 ， 致其 导 对壬基酚的萃取率也大 ， 此机理研究结果 与萃取实验结果完全吻合 。 关键词 离子液体 ； 壬基酚 ；萃取机 理 ； 红外光谱法 ； 子化 学计算 量
键 的 能 力 很 弱 。由 于 酚 类 内 分 泌 干 扰 物 属 于 典 型 的 Ｌ ｗｉ ｅ ｓ 酸 ， 有 特 殊 的 官 能 团 羟 基 （ ＯＨ） 有 形 成 氢 键 的趋 势 。由 含 一 ，
此推断在用 咪唑型 Ｉ Ｌ提取 水 中的 ＮＰ时 ，可能是 Ｉ Ｌ的阳离 子与 ＮＰ之 间有氢键相互 作用 ，而阴离 子的作用可忽 略 。氢 键的研 究除用红外光谱法 ｌ ， 年来理论研 究也成 为一 ８ 外 近 “ 种重要的手段［ ］ 本 文利用 红外光 谱法对 Ｉ Ｕ１ 。 ５ Ｌ提取 水环境
Ｂ ４， ，（ Ｆ Ｓ））Ｎ一 ，阴 离 子 与咪 唑 环 Ｃ Ｆ Ｐ Ｃ 。 （２。 时 ２上 的 Ｈ
１２ 实 验 过 程 ．
１２ １ 离子 液 体 的合 成及 萃取 ． ．
文献标识码 ： Ａ Ｄ ：１ ． ９ ４ ｊ ｉ ｎ １ ０ — ５ ３ ２ １ ） ３０ ２ — ５ Ｏｌ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ００ ９ （ ０ １ ０ — ６ ５０ ｓ
中图 分 类 号 ： ４ ． Ｏ６ １ ３
咪唑类离子液体[PMIm]BF4的合成及表征
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１ 实验 部 分
１１ 仪 器 ．
元 素 百 分 含 量
Ｃ％ Ｈ％ Ｎ％
［ＭＩ Ｒ ４ Ｐ Ｚ Ｆ Ｉ 理 论 值
３ ．２ ９６ ６１ ．３ １ ．１ ３２
［ＭＩ Ｂ ４ Ｐ Ｚ Ｆ Ｉ 分 析 值
３ ．２ ９６ ６６ ．３ ｌ ．Ｏ ２２
［ＭＩ Ｐ ６ Ｐ ｚｉＦ 理 论 值
Ｃ Ｈ 基 团 的特 征 峰 ，９ ６ ２ ３ 、８ ８ｃ １处 为 脂 肪 链 上 Ｃ Ｈ基 团 — ２ ６ 、９ ９ ２ ７ ｍ一 — 的 特 征 峰 ；在 １７ 、４ ７ｍ一 ５ ５ １６ ｃ 的 吸 收 峰 为 Ｃ Ｃ基 团 的 特 征 ； 、 ＝ １８ ｃ ３ ６ｍ 处 为 不 对 称 的 Ｃ Ｃ Ｈ 键 的特 征 峰 ； ＭＩ ］ Ｆ 在 １ ８ ｍ Ｈ３ — 『 ｍＢ ４ Ｐ ０ ０ｃ
处 出现 了 Ｂ Ｆ基 团 的 特征 吸 收峰 。 — 用 于化 学 反 应 ， 代 传 统 催 化 剂口 近 年 来 ， 内 外 学 者 对 离 子 液 体 的 替 。 国 ２２ 元 素 分 析 ． 合成 开展 了大 量 的工 作 ， 发 了 许 多 新 型 的 离 子 液 体ｐ 其 中在 化 学 开 。 离 子 液 体 的元 素 百 分 含 量 如 表 １ 比较 理 论值 和 实 际值 可 以看 出 。 反应 及 分离 工 程 等 领 域 应 用 较 多 的 为 咪 唑 类 离 子 液 体 ， 国 内文 献 对 但 ｃ、 Ｎ百 分 含 量 基 本 上 相 等 ， 果 考 虑 到 一 些 仪 器 测 试 误 差 、 为 操 Ｈ、 如 人 其结 构 表征 及 性 质 分 析 报 道 较 少 。因 此 ， 文 合 成 咪 唑 类 离 子 液 体 １ 本 一 作 误 差 等原 因可 近 似 认 为 产 品 的 元 素 分 析 合 格 。 甲 基 一 一 基 咪 唑 四 氟 硼 酸 盐 （ ＭＩ ］ Ｆ）并 对 其 结 构 及 性 质 进 行 了 ３丙 ［ ｍＢ ４ Ｐ ， Ｔａ ｅ１ Ｅｌ ｂｌ ｅｍｅｎ ｎ ｅ ｔｏ ｉ ｉ ｉｓ ｔｃｏ ｔ ｎ ｆｉ ｃ ｌ ｄ ｏｎ ｑｕ 详 细 的研 究 。
离子液体的红外光谱研究
离子液体的红外光谱研究
离子液体是一类可以实现非离子性以及质子性在一定温度条件下存在立体结构
的液体，可以广泛地应用于化学、石油、材料、食品等各个领域。
随着现代科学技术的不断发展，现在有越来越多的研究方向将重点放在了离子液体上。
目前，许多学者正在探索使用红外光谱研究离子液体的可行性。
红外光谱技术提供了一种分析材料的快速、有效的方式，并可以探索出不同材
料的化学性质、构型、比表面积以及分子质量等。
应用红外光谱技术来研究离子液体可以获得离子液体相关信息，包括离子液体构型、比表面积、扩散性等。
采用紫外可见光谱技术，还可以检测出离子液体对环境因素（如温度、压力变化）的响应，从而更深入地探究其物理化学性质。
而且，红外光谱技术还具有测量灵敏度高、无需改变温度压强等重要优势，因
此也为研究离子液体的超支化性，zwitterions内离子及非共价特性提供了实用的
方法。
相比传统的分析技术，红外光谱技术拥有更高的时空分辨率、更高的灵敏度以及更好的精确度，可以提供更准确的信息。
从而可以得出结论：应用红外光谱技术可以准确地测量物质的分子性质，通过
研究它们之间的相互作用，可以进一步探究离子液体的结构和性质。
未来，这种先进的技术将继续促进离子液体的发展。
3种咪唑类离子液体的物理性质研究
3种咪唑类离子液体的物理性质研究咪唑类离子液体是一类具有广泛应用前景的新型溶剂，具有优异的化学与物理性质。
下面将分别从密度、粘度和折射率三个方面展开对咪唑类离子液体物理性质的研究。
首先，密度是描述物质质量与体积之比的物理性质。
咪唑类离子液体的密度通常介于1.0至1.5 g/cm³之间，相较于有机溶剂和水，咪唑类离子液体的密度较高。
咪唑类离子液体的高密度主要是由于其离子间作用的增加所导致的。
离子间作用会增加离子的有效体积，从而提高离子液体的密度。
此外，离子液体的阳离子和阴离子之间的耦合能量与电荷密度有关，电荷越大，耦合能越强，从而离子液体的密度也会相应升高。
因此，在研究咪唑类离子液体的物理性质时，需要考虑其密度对物理化学性质的影响。
其次，粘度是描述流体黏滞性质的物理性质。
咪唑类离子液体的粘度通常较大，普遍在10-100mPa·s范围内。
粘度的大小主要受到咪唑类离子液体的分子结构和离子互作用力的影响。
离子之间的相互作用力较大，通常表现为强烈的静电作用力和氢键等，导致离子液体的分子间距较小，分子在溶剂中的运动受到阻碍，从而加剧了离子液体的粘滞度，使其比一般溶剂的粘度更高。
咪唑类离子液体中的离子键和范德华力的增加也会使分子间的摩擦增加，从而增加了离子液体的粘滞度。
粘度除了受到结构和分子间作用力的影响外，还受到温度和压力等因素的影响。
因此，研究咪唑类离子液体的粘度对于了解其物理性质具有重要的意义。
最后，折射率是描述物质对光的折射能力的物理性质。
咪唑类离子液体的折射率通常介于1.4至1.6之间，与传统有机溶剂和水相比较高。
这是因为离子液体中带电的离子分子与光的相互作用使得光的速度加快，折射率增大。
离子液体的离子结构和成键强度也会影响离子液体的折射率，因为离子结构和离子间作用力的增加会增加离子束缚离子震荡引起的光速改变。
此外，离子液体的温度、浓度和溶剂的氢键等因素也会对折射率产生影响。
研究咪唑类离子液体的折射率可以为其在光学、激光技术等领域的应用提供理论基础。
1-乙基-3-甲基咪唑型离子液体水溶液.
Density and Viscosity of Binary Mixture of 1-Ethyl-3-imidazolium based Ionic Liquid and Water
Abstract: the study of ionic liquids has been more than one hundred years, from the initial ignorance to the present quite fruitful, scientists have never stopped the study of ionic liquids in this field. This shows that the benefits of ionic liquids for human life are still supporting scientists to move on. Ionic liquids have many advantages, such as low melting point, low vapor pressure, large electrochemical window, adjustable acidity, good solubility, viscosity density and so on. It has been widely used in many fields, such as electrochemistry, organic synthesis, catalytic separation and so on. However, there is still a lack of research on the properties of ionic liquid aqueous solution. On this point, it is very important to study and accumulate the physicochemical data of ionic liquid aqueous solution. This experiment by using the density of 1- viscometer ethyl -3- methyl imidazole tetrafluoroborate and 1- ethyl -3 methyl - imidazole nitrate aqueous solutions of different concentrations of density and viscosity were measured, and data analysis, and thus the physical and chemical properties under different temperature. Keywords: ionic liquid; aqueous solution; density; viscosity
咪唑类离子液体分析测试方法汇总
咪唑类离子液体分析测试方法汇总(1)反相高效液相色谱法测定离子液体及其中的高沸点有机物姜晓辉,孙学文,赵锁奇,等. 反相高效液相色谱法测定离子液体及其中的高沸点有机物[J]. 分析测试技术与仪器,2006,12(4):195-198摘要: 建立了反相键合相液相色谱分析离子液体咪唑类离子液体[bmim]PF6、[bmim]BF4、吡啶类离子液体[bupy]BF4的纯度及其中高沸点有机物的方法.以缓冲溶液控制流动相pH值,显著改善了峰形.保留时间定性,外标法定量.关键词: 离子液体;高沸点有机物;高效液相色谱法离子液体[1]也称室温融盐,是近年来新兴的溶剂.一些有关离子液体相平衡的基础数据[2~4],主要是通过紫外分光光度法[5]和折射率法测得的[6],这两种方法各有一定的局限性.另外,如何测定离子液体的纯度,目前也尚无简便可靠的方法.本文建立了在离子液体与杂质,高沸点有机物与离子液体完全分离的情况下测定离子液体及其中的高沸点有机物含量的高效液相色谱分析方法,比现有的两种方法具有更高的准确度,更短的分析时间.参考文献:[1] Welton T. Room-temperature ionic liquids: solvents for synthesis and catalysis[J]. Chem Rev, 1999, 99:2 071-2 083.[2] Blanchard L A, Hancu D, Beckman E J,etal. Green processing using ionic liquids and CO2[J]. Nature(London), 1999, 399: 28-29.[3] Huddleston J G, Willauer H D, Swatloski R P,et al. Room temperature ionic liquids as novel media for 'clean' liquid2liquidextraction[J]. Chem Commun,1998, (16): 1 765-1 766.[4] Blanchard L A, Hancu D, Beckman E J,etal. Green processing using ionic liquids and CO2[J]. Nature(London), 1999, 399: 28-29.[5] Lynnette A Blanchard, Joan F Brennecke. Recovery of organic products from ionic liquids using supercritical carbon dioxide[J].Ind Eng Chem Res,2001; 30: 287-437.[6] 叶天旭,张予辉,刘金河,等.烷基咪唑氟硼酸盐离子液体的合成与溶剂性质研究[J].石油大学学报(自然科学版),2004,28(4):105-107.(2)反相高效液相色谱法直接测定离子液体中咪唑杂质含量薛洪宝,马春辉,刘庆彬,等. 反相高效液相色谱法直接测定离子液体中咪唑杂质含量[J]广东化工,2006,33(12): 83-85 [摘要]研究了高效液相色谱法测定离子液体中的杂质（4-甲基咪唑）含量的测定方法。
两种氯代咪唑离子液体的合成及光谱特性研究
料 为 １． 离子 液体萃 取的 ｐ 响应 模式 随着染 料结 ５ ８ ％； Ｈ 构 的不 同而 变 化 ； 度 升 高 ， 萃 取 脱 色 率 升高 ； 温 染料 加 入 冠醚 可提 高 离子 液体 对活 性染 料 的萃 取脱 色 率 ． 裴 渊 超ｆ ｂ［ＭＩ Ｐ 子液 体作 为 萃取剂 ， 究 了 阴 ￣ Ｂ Ｍ］Ｆ 离 １ （ 等 研 离子 型染料 甲基橙 的萃 取热力 学性 质 ． 发 现， 研究 甲基 橙从 水 相 到离 子液体 相 的迁 移是 一 个 自发过 程 ， 子 离 液体 与 甲基橙 之 间 的相 互作 用 大 于 甲基 橙 和水 之 间 的 相互 作 用 ， 升 温 有 利 于萃 取 ． 外 ， 很 多研 并且 另 已有
甲基氯代咪唑（ Ｍ ＭＩ１用硝酸银 滴定法测定其纯度分别 为［Ｍ Ｍ Ｃ １ ％， Ｍ Ｍ Ｃ ． 并对 两种氯代 咪唑离子液体进行了紫 ［ Ｉ Ｃ） Ａ ． Ｂ Ｉ ］１ ． ［ Ｉ ］１ ４ ％； ９６ Ａ ９５ 外和红外光谱分析． 离子液体在 ２ ０ ７０ｎ 两种 ０ ～ ０ ｍ间都只有一个紫外吸收峰． Ｍ Ｍ Ｃ 的 Ａ ＝ １ ． ｎ ， Ｍ Ｍ Ｃ 的 Ａ ＝ ２ ． ｎ ． ［ Ｉ ］１ ￣ ２ ２ ［ Ｉ ］Ｉ ￣ ２ ３ Ａ ０ｍＢ ０ｍ
酸类 离子 液体 作 为苎麻 整 理 剂对苎 麻 进行 改性 ， 研究 发 现 ， 理 后 苎 麻 纤 维 的 一 些 性 能得 到 了 改 善 ： 染 整 在 色方 面 ， 率 增 加 ， 性 和 透 染性 良好 ； 整 理 方 上染 匀染 在 面， 手感 、 痒感 以及 易 脆 性 得 到 了改 善 ． 长平 【 刺 李 １ 等 研 究 了疏水性 离子 液体 ［ＭＩ ＩＦ 对 ６种水溶 性染 料 Ｂ ＭＰ 的萃 取 脱 色 性 能 ． 果 表 明， 子 液 体 对 酸 性 染 料 平 结 离 均 萃取 脱色 率超 过 ９ ％， 酸性染 料 为 ６ ．％， 性 染 ５ 弱 ４９ 活
羟基功能化咪唑离子液体的合成与表征
液 态物 质相 比较 ， 是 由 阴 、 它 阳离 子构 成 的。 因而 ，
离子 液体往往 展现 出独特 的性质 及特有 的功 能。离 子液体 以其特有 的强极 性 、 挥 发 、 易 被氧 化 、 不 不 不
一
Ｎ
＋ＲＢｒ——啼
Ｎ
＋ ＨＢｒ
Ｉ
Ｈ
Ｉ
Ｒ
然 后利用 所 制得 的 中间体与 卤代 乙醇反应生成 目标产 物离 子 液 体 ， 离 子 液 体 是 一 种季 铵 盐 ， 该 由 阴、 阳离 子所 组成 ， 中 阳离 子包 含 有一 个 咪 唑环 、 其
ＷＡＮＧ ｈ ａ ７ Ｌ ｅ—ｌａ ｇ Ｃ ｕ ｎ一 ２ ＩＸｕ ｇ， ｉｎ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｈ ｍ ｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｈ ｆｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ｅ ｉ ２ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｅ ｉＭ Ｅ ｇ ｅ ｎ ， ｅｅ Ｕ ｉｅ ｉ ｆ ｃ ｎｌ ｙ Ｈ ｆ ３ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｃ ｎ ｉ ｓｙ Ｔ ｏ ｅ
采用 两 步法 ， 首先 利 用 咪唑 作 为反 应原 料 与含 有碳 氢长链 的溴 代烷 烃在 一定 的条件 下反应制备 中 间体 ， 中间体是 一种 叔胺 。 该 该 中问体 的合成路 线 为 ：
易燃、 热稳 定性好 、 水 、 对 对空气稳 定等优 良的性 能［， 】 被广泛 应用 于化学 分 离 、 】 催化 ・ 和有 机 合
２ 纪９ ０世 ０年 代 以来 ， 随 着 绿 色 化 学概 念 的 伴
功能化 咪唑离 子液 体 ， 用 红 外 光谱 对 合 成产 物进 利 行 了分 子结构 分析 并考 察 了该离子 液体在 常用有机 溶 剂 中的溶解性 能 。
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A b s tr a c t：Some typical imidazolium-based ionic liquids， including 1-butyl-3-methylimidazolium chloride， 1-b u ty l3 - methylimidazolium tetrafluoroborate and 1 - butyl - 3 - methylimidazolium hexafluorophosphate，were purchased and purified. On the basis of infrared spectra measurements，the chemical structure and infrared absorption of these ionic liquids were analyzed in detail. Experimental results showed that the wavenumbers and shape of absorption peaks in infrared spectra were consistent with the molecular structure of ionic liquids. Infraห้องสมุดไป่ตู้ed spectra can be used as efficient method in the qualitative analysis of ionic liquids. This work was expected to promote the future research and application of imidazolium-based ionic liquids.
第 45卷第21期 2017年 11月
广州化工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 4 5 No.21 Nov.2017
几种典型咪唑类离子液体的红外光谱研究$
郑 勇 ，郑 永 军 ，王 梦 媛 ，武 卫 明 ，王 振
( 安 阳 工 学 院 化 学 与 环 境 工 程 学 院 ， 河 南 安 阳 455000)
关 键 词 ：咪唑类离子液体；红外光谱；分 子结构；化学组成
中 图 分 类 号 ：O645.4
文献标志码： A
文 章 编 号 ：1001-9677(2017)21-0088-02
Study on Infrared Spectra of Some Typical Imidazolium-based Ionic Liquids
ZHENG Yong， ZHENG Yong-jun， WANG Meng-yuan， WU Wei-ming， WANG Zhen
( Department of Chemical and Environmental Engineering， Anyang Institute of Technology， Henan Anyang 455000，China)
摘 要 ：筛选并纯化了几种典型的咪唑类离子液体，包 括 1-丁基- 3 - 甲基咪唑氯盐、1 - 丁基- 3 - 甲 基 咪 唑 四 氟 硼 酸 盐 和 1丁基- 3 - 甲基咪唑六氟磷酸盐。在完成红外光谱测定的基础上，对 这 些 离 子 液 体 的 化 学 结 构 和 红 外 吸 收 规 律 进 行 了 系 统 的 分 析 。 实 验 结 果 表 明 ，红 外 光 谱 中 吸 收 峰 的 位 置 和 形 状 与 离 子 液 体 的 结 构 一 致 ，可 以 通 过 红 外 光 谱 对 离 子 液 体 进 行 精 确 的 定 性 研 究 。有 关内容对咪唑类离子液体的研究和应用将起到一定的推动作用。
K e y w o r d s ：im idazolium -based ionic liquids; infrared spectra; molecular structure; chemical composition
离 子 液 体 又 称 为 室 温 熔 融 盐 ，是 完 全 由 有 机 阳 离 子 和 有 机 / 无 机 阴 离 子 组 成 的 新 型 介 质 。 由 于 结 构 的 特 殊 性 ，离 子 液 体 的 熔 点 可 以 低 至 室 温 附 近 ，有 些 甚 至 远 低 于 室 温 ，因 此 多 以 液 态 形 式 存 在 [1]。与 传 统 溶 剂 相 比 ，离 子 液 体 展 现 出 了 一 系 列 更 为 优异的性质，例 如 极 低 的 挥 发 性 、不 易 燃 、宽 阔 的 电 化 学 窗 口、较 髙 的 电 导 率 和 稳 定 性 等 [2]。根 据 阳 离 子 结 构 的 不 同 ，离 子 液 体主要分为咪唑型、吡 啶 型 、季 铵 型 和 季 鱗 型 [3]。其 中 ， 咪 唑 类 离 子 液 体 具 有 较 好 的 物 化 性 能 ，相 关 研 究 和 报 道 最 为 普 遍 。过 去 的 二 十 年 里 ，国 内 外 在 离 子 液 体 方 面 进 行 了 广 泛 研 究 [4]。大量文献表明，作为绿色低温电解质，离子液体在金属 电 沉 积 、含 能 材 料 制 备 等 领 域 的 应 用 前 景 广 阔 [5-6]。