1-烷基-3-甲基咪唑系列室温离子液体表面张力的研究

2007年第65卷第15期，1443～148化学学报ACTACHIMICASINICAVll652oo7NO．151443～148·研究论文·1．烷基．3．甲基咪唑系列室温离子液体表面张力的研究王建英a,b赵风云刘玉敏胡永琪(北京化工大学化学工程学院北京100029)(河北科技大学化学与制药T程学院石家庄050018)摘要合成了系列1-烷基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐([c2～7mim]BF4)及六氟磷酸盐([c4～7mim]PF6)室温离子液体，并通过核磁氢谱、红外光谱、质谱等手段对其进行了结构表征；采用Wilhelmy白金板法，在293~338K范围内测定了离子液体的表面张力，测试结果显示，同类离子液体表面张力y随温度的升高而线性下降，同种离子液体的表面张力呈现出较宽的变化范围，如293K下，表面张力值从[C2mim]BF4的50．4mJ／mN[c7mim]BF4的36．1mJ／m．最后对离子液体的表面性能进行了讨论．关键词离子液体；合成；表面张力；表面性能StudyonSurfaceTensionofaSeriesof1一Alkyl一3一methylimidazoliumRoomTemperatureIonicLiquidsWANG，Jian—Ying'ZHAO，Feng—YunLIU，Yu—MinHU，Yong—Qi，，aCollegeofChemicalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029)(CollegeofChemicalandPharmaceuticalEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuango5oo18)AbstractAseriesofroomtemperatureionicliquidsbasedonl—CnH2n+1—3一methylimidazolium([Cnmim])withtwokindsoffluorinatedanions(aTandP)=2～7；4～7，respectively)weresynthesized，andthestructureswerecharacterizedandconfirmedby1HNMR，IRandMS．SurfacetensionsweremeasuredusingaWilhelmyplateapparatusoverawidetemperaturerange(293~338K)．Theresultsshowthatthereisalineardecreaseofsurfacetensionwithincreasingtemperature．Thevaluesofsurfacetensionspananunusuallywiderangeforcompoundsofsimilarstructure，from50．4mJ／m([C2mim]BF4)to36．1mJim~([C7mim]BF4)at298K．Surfacepropertiesoftheseriesofsynthesizedionicliquidswerealsodiscussed．Keywordsionicliquid；synthesis；surfacetension；surfaceproperty室温离子液体作为一种新材料因其独特的理化性能，在化学反应、分离过程及电化学等方面显示出了很好的应用前景．近年来越来越多的国内外研究者对室温离子液体的性质及其应用进行了广泛的研究报道．其中物理性质的研究主要包括熔点、导电性、密度、热稳定性、溶解性等，而物性中表面张力的研究相对很少【l~4】．表面张力是表面化学中最重要的基础数据之一，是描述界面状态最主要的物理量．以离子液体作为介质的催化E—mail：huyq@hebust．edu．cnReceivedOctober13，2006；revisedFebruary5，2007；acceptedMarch15，2007国家自然科学基金(No．20576026)资助项目．反应发生在两相界面上，催化反应过程主要取决于催化剂及反应物在相界面间的传质，因此，更清楚地了解催化过程的机理需要研究离子液体的表面性能．以Ⅳ，~-二烷基咪唑为阳离子，以B，P为阴离子的离子液体具有对空气、水稳定，弱的配位能力，较宽的液态温度范围等优点，作为化学反应介质备受关注．因此，对其表面性能的研究显得尤为重要．目前，对~-烷基一~-甲基咪唑类离子液体的表面张力的研究主要集中在个别维普资讯http://www.cqvip.com1444化学学报Vb1．65．2OO7离子液体上【5j，而对系列Ⅳ-烷基一Ⅳ-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体