阴离子表面活性剂SDS与离子液体[bmim][PF6]的相互作用研究

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离子液体[bmim][PF6]对氧杂蒽酮光解行为的影响

第!!卷!第"期!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析#$%&!!!'$&"!(()"<<,)"<B *-)!年"月!!!!!!!!!!!!.(/012$30$(4567.(/0125%865%4393:;%4!*-)!!离子液体)E -%-*)<$F *对氧杂蒽酮光解行为的影响付海英) 曹西艳* 邢兆国* 吴国忠))&中国科学院上海应用物理研究所!上海!*-)B --!*&湖南科技大学化学化工学院!湖南湘潭!<))*-)摘!要!选择氧杂蒽酮&k 8''为探针分子!利用纳秒级瞬态光解技术研究在),丁基,!,甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体&)R D 9D *)S i >*'以及离子液体与常规溶剂中的光化学行为!探索不同溶剂对氧杂蒽酮激发三线态态&!k 8'"'的最大吸收峰的影响(!k 8'"在纯乙腈&_/Z ''中的吸收峰在>!-6D !而在)R D 9D *)S i >*作溶剂的体系中激发态的吸收峰发生蓝移!而且纯离子液体体系中!k 8'"的产额显著增加"进一步探索离子液体对光诱导!k 8'"与萘&'8S '之间的能量转移及与'!',二甲基苯胺&b _8'之间的电子转移的影响!结果表明()R D 9D *)S i >*$_/Z '的二元体系中随着)R D 9D *)S i >*浓度的增大!氧杂蒽酮与萘之间的能量转移速率减小!测得在乙腈和纯离子液体中!k 8'"与'8S 之间能量转移速率常数分别为)&*@)-)-D $%#T A )#3A )和)&)@)-B D $%#T A )#3A )"关键词!离子液体%激光光解%氧杂蒽酮%能量转移%瞬态光谱中图分类号!G ><<!!文献标识码!8!!!!"#!)-&!+><"H&9336&)---,-?+!#*-)!$-",)"<<,-?!收稿日期!*-)),)*,!-%修订日期!*-)!,-<,**!基金项目!国家自然科学基金项目&*-+"!)+*!))-"+--"'资助!作者简介!付海英!女!)+"!年生!中国科学院上海应用物理研究所副研究员!!/,D 59%(M ;J 59496L !3965(&50&06引!言!!离子液体被称为除了水和有机溶剂以外的第三类溶剂!其独特的物理化学性质逐渐引起了光化学工作者的兴趣!近年来大量的研究工作报导了离子液体的光谱行为))!**"时间分辨技术是研究离子液体体系中化学反应动力学的有效手段!可以揭示一些典型的离子液体的瞬态光化学特性)!!<*"各国光化学和理论工作者)?,B*从溶剂极性和粘度与离子液体结构等方面研究集中离子液体体系中的光化学反应动力学!光诱导电子转移&S c X '规律!比较与传统溶剂的异同"Q $27$6等)?*发现)R D 9D *)S i >*中吡啶钌阳离子)W ;&R (4'!**p 受激光激发后与甲基紫精&_#*p '之间的电子转移速率常数与扩散控制的速率一致!而且系统研究了环境温度对反应的影响规律"而离子液体)R D 9D *)S i >*中一系列的能量转移+氢转移和电子转移过程的研究表明!离子液体能延长瞬态自由基的寿命!同时使电荷转移能力减弱)>*"_52,I;93等探讨了离子液体中的S c X 现象!发现氧杂蒽酮三重态在离子液体中的寿命比沸石中的寿命短!但比其他常规溶剂长"离子液体表现出了限制性固体极性介质和传统溶剂之间很好的折中)"*".5D 5615等利用瞬态激光和荧光分析手段相结合!比较了含有离子液体的体系粘度对电子转移反应的影响!结果表明体系的粘度大会降低电子转移产物的产额!认为这种现象来自于离子液体的高粘度所引起的3笼效应4)B *"也有人认为是离子液体结构中的有机阳离子体积较大而且离子液体的黏度比较高!这两种因素导致了离子液体中的化学反应与水及其他有机溶剂不同!这也促使离子液体$常规溶剂的混合体系的实验和理论研究"朱光来等)+!)-*研究了杜醌在)R D 9D *)S i >*$_/Z '混合体系中光化学行为和光诱导电子转移&S c X '过程!发现在)R D 9D *)S i >*$_/Z '二元体系中随着)R D 9D *)S i >*含量的改变!杜醌三重激发态的表观衰减速率常数2$R 3的随着变化(当)R D 9D *)S i >*浓度低于某一值时!离子液体浓度增大!速率加快%当超过该值时!杜醌三线态与电子给体之间的电子转移被抑制"理论模拟分析离子液体与常规溶剂的混合体系认为该体系为非均一体系!随着体系中离子液体的比例改变!体系的局部结构发生变化!并且纯离子液体或其混合体系可被看作具有纳米结构的溶剂!这种二元体系的微观结构会对光化学过程中瞬态产物的反应动力学产生影响"芳香酮是光化学和光生物反应的重要物质!具有&%!%"'三重态电子结构容易发生电子转移反应"氧杂蒽酮&k 8''及其衍生物的光敏活性已被应用于治疗肿瘤和环境探测)))*"),丁基,!,甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体)R D 9D *)S i >*具有黏度低!熔点低的特点!是优良的光化学反应介质!与常规溶剂相比!)R D9D*)S i>*中氧溶解能力低+分子扩散速度较慢+瞬态产物的寿命长约一个数量级+电荷转移相互作用减弱等)B*"利用时间分辨激光光解技术以!??6D 激光为激励光源!氧杂蒽酮为探针分子!探索咪唑型离子液体)R D9D*)S i>*对k8'光化学行为的影响!以及氧杂蒽酮激发三线态与萘&'8S'的能量转移+以及与'!',二甲基苯胺之间电子转移的反应动力学行为")!实验部分('(!试剂氧杂蒽酮&k8''+萘&'8S'+&,胡萝卜素&&,Z52'!'!',二甲基苯胺&b_8'购自美国.9L D5公司!以上试剂均未经进一步处理直接使用"乙腈为色谱纯试剂!未经进一步处理直接使用"离子液体)R D9D*)S i>*购自上海成捷化学有限公司&纯度(++\'!离子液体含水量低于)--((D!于恒湿器中保存!实验使用前置于真空干燥箱>-[!干燥*<J!以除去水和挥发性有机物"(':!仪器纳秒级激光光解装置使用中国科学院上海应用物理研究所的固体'7(P8Q激光器&立陶宛c].S T8公司! 'T!-!E X型'!采用激光波长为)-><6D的三倍频单色光!??6D!脉冲宽度为B63!单次脉冲能量为"D:!检测系统及数据分析手段参照文献))**"根据需要!样品用高纯度的'*或G*鼓泡*-D96!所有实验均在室温下进行"*!结果与讨论:'(!氧杂蒽酮三线态 ?[=H" 的确认图)是'*饱和的含有-&)D D$%#T A)k8'的乙腈溶液经!??6D的激光激发后得到的瞬态吸收谱图!-&)"3后!在>!-6D附近出现很强的吸收峰"在同样的实验条件下!改变不同的充气气氛!比较>!-6D处的动力学曲线&图)插$%&'(!@1.68%,6/85,*/1.23H:X8./91./,0L,;H8279/%26*26X /.%6%6&\'(--27#Z]([=H#68,/(@+,U%6,/%*8*91N,2E8,1N,0./F?\6-321?[=H">%/+0%33,1,6/./-28X5+,1,8图'"可以看出(氧气饱和时!衰减最快!空气次之!氮气条件下衰减最慢"由于氧气可有效地猝灭三重激发态!因此!可以初步判断>!-6D归属于氧杂蒽酮激发态的特征吸收" !!同时选择&,胡萝卜素来考察k8'存在时能否发生能量转移反应!以进一步研究氧杂蒽酮三重激发态!k8'"的特征"&,胡萝卜素由于三重激发态&!&,Z52"'能量低!为B B `:#D$%A)!而且摩尔消光系数高!因此常被用作激发能转移剂))!*"首先考察&,胡萝卜素在乙腈中光化学行为!发现纯的乙腈体系中&,胡萝卜素没有任何信号"而在含有k8'的乙腈体系中加入&,胡萝卜素后!随着&,胡萝卜素浓度的增加>!-6D处的衰减逐渐加快&图*插图'!?)-6D处出现新的峰!而文献报道&,Z52三重态的特征吸收峰在?)-6D处!因此判断&,胡萝卜素把能量传递给了k8'!产生了!k8'"!这也证实图)中>!-6D的瞬态吸收是k8'的三重激发态产物"$%&':!@1.68%,6/.E8215/%2685,*/1.23/+,1,.*/%2623[=H.60 *.1/26,%6L,;H8279/%26!8./91./,0E A H:#68,/(@%-,5123%7,82E8,1N,0./F?\6-321?[=H":':!不同离子液体对?[=H"瞬态吸收的影响由于氧杂蒽酮瞬态吸收峰会随着溶剂极性的变化而变化!溶剂极性增大!吸收峰蓝移))!*"研究中比较浓度为-&)?D D$%#T A)的氧杂蒽酮在离子液体)R D9D*)S i>*体积含量不同的体系中!)--63时的!k8'"的吸收谱!如图!!可以看出随着离子液体体积含量从-!?-$)--\!氧杂蒽酮三重态的最大吸收峰发生了蓝移!纯乙腈溶液中最大吸收峰为>!-6D!在)R D9D*)S i>*占?-\的二元体系中!峰值为>*-6D!而纯)R D9D*)S i>*体系中!峰值移动到>)?6D!该峰值小于_/Z'$E*G&体积比)O)'体系中的最大峰值&约>-? 6D'!因而推测离子液体)R D9D*)S i>*的溶性比乙腈大!而比水小!这与文献报道咪唑类离子液体利用理论计算方法得出的结果相一致))<*"同样的实验条件比较k8'在吡啶离子液体)a;S4*)a i<*和季铵盐离子液体W<'X'M*的吸收峰!发现)a;S4*)a i<*的吸收峰为>)?6D!而W<'X'M*为>*-6D!说明离子液体均具有一定的极性!但离子液体极性的强弱与阴阳离子的类型有关"分析图)!可以看出增加离子液体)R D9D*)S i>*的浓度!!k8'"吸收峰逐渐增强!这说明离子液体)R D9D*)S i>*能使!k8'"的瞬态产额增大"?<")第"期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析$%&'?!@1.68%,6/.E8215/%2685,*/1.23[=H%6H:X8./91./,0 0%33,1,6/827N,6/81,*210,0(\\68.3/,17.8,1,4*%/./%26:'?!离子液体)E-%-*)<$F*对?[=H"与萘能量转移的影响!!萘+氧杂蒽酮的化学结构式!!通常酮类分子易于与其他探针分子发生能量转移反应!由于!k8'"的能量是"<`05%#D$%A)!而萘&'8S'的激发能更低!是>-&?`05%#D$%A)))?*!二者之间发生能量转移时! !k8'"是能量供体!而萘则作为能量受体!反应式如下!!设计氧杂蒽酮三线态&!k8'"'与萘&'8S'的能量转移反应!通过加入离子液体来考察离子液体对体系的影响"首先利用!??6D激光激发纯的'8S的乙腈溶液!没有发现任何瞬态产物!而纯的氧杂蒽酮被激光激发后产生!k8'"的特征吸收在>!-6D附近"脱氧乙腈中-&)D D$%#T A)的k8'和-&-?D D$%#T A)'8S的瞬态吸收谱见图<!在-&) "3时!>!-6D出现一个很强的吸收峰!该峰是氧杂蒽酮三线态&!k8'"'的特征吸收!随着!k8'"的衰减!<)-6D出现了萘的三重激发态&!'8S"'的特征吸收!并且当>!-6D 峰基本衰减完成时!<)-6D的吸收峰达到最强!说明!k8'"的衰减和!'8S"的生成是同步的"在脱氧乙腈中!保持氧杂蒽酮的浓度为-&)D D$%#T A)!萘的浓度为-&-?$ -&*D D$%#T A)!测定氧杂蒽酮三重态与萘之间能量转移的速率常数为)&*@)-)-D$%#T A)#3A)"而在纯离子液体)R D9D*)S i>*中的能量转移的瞬态谱与图<相似!如图?" !!不同体积的离子液体&体积分别为*-\!?-\!)--\'与乙腈的混合体系!用同样的方法求得!k8'"与萘之间能量转移的速率常数!列于表)"可以看出!随着离子液体所占体积比增大!!k8'"与萘之间能量转移的速率常数减小"在纯)R D9D*)S i>*中!其速率仅为)&-@)-B D$%#T A)# 3A)!该值比普通溶剂中的速率小*个数量级!说明离子液体的存在能显著影响能量转移的速率"这可能是由于离子液体的粘度比常规溶剂大!加入离子液体后体系的粘度增大!阻碍了分子的扩散!导致反应速率降低"但与黏度相关的扩散控制速率2q B---W X$!,&,(体系的黏度S53'计算值相比!纯的离子液体体系的理论速率为!@)-"D$%#T A)#3A)!该值低于实验测定值!说明含有离子液体的体系中离子液体不仅仅起到溶剂的作用!也可能离子液体参与反应!这是由于离子液体阴阳离子能有序排列!形成较有序的纳米结构!从而影响反应的过程"$%&'C!=E8215/%2685,*/1.23\'(--27#Z]([=H.60\'\D --27#Z](H=<L,;H8279/%26!8./91./,0>%/+H:$%&'D!=E8215/%2685,*/1.23?[=H"%6)E-%-*)<$F*8279/%26 *26/.%6%6&H=<!8./91./,0>%/+H:^#68,/&='@%-,5123%7,82E8,1N,0./C(\6-321?H=<"%6)E-%-*)<$F*^&_'<72/23O2E8321/+,U%6,/%*823?H=<""# H=<@.E7,(!J./,*268/.6/823,6,1&A/1.683,1E,/>,,6[=H.60 H=<%6N.1%298)E-%-*)<$F*X L,;H-%4/91,8279X/%268)R D9D*)S i>*&#\'#930$3914S532&D$%#T A)#3A)' --&--)?)&*@)-)-*--&--!)*&B@)-+?--&)*-)&>@)-+)---&*?>)&-@)-B><")光谱学与光谱分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第!!卷:'C !氧杂蒽酮三重态与二苯胺之间的电子转移已有文献报道氧杂蒽酮三重态与胺类发生电子转移反应))>!)"*"本实验在离子液体)R D 9D *)S i >*或离子液体$乙腈二元体系通过氧杂蒽酮与胺类反应的瞬态吸收光谱得到相应自由基的吸收峰!为推测胺类与氧杂蒽酮反应通过电子转移的机理提供证据"当选择三苯胺&X S 8'时!由于有体系容易形成大%键!在k 8'的乙腈溶液获得三苯胺阳离子自由基的特征吸收峰出现在!"-!??-和>?-6D !而与氧杂蒽酮阴离子自由基的吸收峰重叠!无法计算电子转移速率常数"故选择'!',二甲基苯胺&b _8'观察与k 8'之间的电子转移!与X S 8相似!b _8也可用作电子给体!-&)-D D $%#T A )氧杂蒽酮的乙腈溶液中加入浓度为-&*-D D $%#T A )的b _8!得到如图>所示的瞬态吸收光谱!可以看到伴随着氧杂蒽酮三线态吸收峰的衰减!在<"-6D 有一个新的吸收峰生成"此峰归属为二苯胺阳离子自由基&b _8#p '))B *">>-6D 附近也有一个较小的吸收峰生成!为氧杂蒽酮阴离子自由基&k 8'#A '"推测氧杂蒽酮和b _8因光引发产生三重激发态!在溶剂中通过扩散与二苯胺形成络合物!并发生电子转移生成二苯胺阳离子自由基和氧杂蒽酮阴离子自由基!反应式为!k 8'"pb _8$k 8'#A,b _8#p$k 8'#Apb _8#p当固定k 8'的浓度为-&)D D $%#T A )!改变b _8的浓度!可以测定_/Z '体系中k 8'与b _8之间电子转移的反应速率!如图>插图!b _8浓度在-&-?$-&<-D D $%#T A )时!>!-6D 处衰减动力学拟合得到电子转移的反应速率为)&<@)-+D $%#T A )#3A )"!!在二元体系)R D 9D *)S i >*$_/Z '中k 8'和b _8反应得到相似的瞬态吸收谱"但由于溶剂极性增强会猝灭三重激发态"在)R D 9D *)S i >*$_/Z '的二元体系中随着离子液体含量的增加!体系的极性增强!!k 8'"的衰减速度变快"进一步改变b _8的浓度!观察k 8'与b _8之间的电子转移动力学!由于衰减速率太快!在现有的实验条件下难以观察到"在离子液体体积比为)-\和*?\的_/Z '$)R D 9D *)S i >*二元体系中!测定的电子转移速率分别为+&B @)-B 和+&?@)-+D $%#T A )#3A )"$%&'F !=E 8215/%2685,*/1.23!L =$[=H%6L ,;H8279/%26!8./91./,0>%/+H :^#68,/&='@%-,5123%7,82E 8,1N ,0./F ?\6-321?[=H ">%/+0%33,1,6/*26*,6/1./%26823!L =%6)E -%-*)<$F *^&_'<72/23O 2E 8321/+,0,*.A U %6,/%*823?[=H "!!结!论!!采用纳秒激光光解技术考察了离子液体)R D 9D *)S i >*与乙腈的混合体系中氧杂蒽酮k 8'的光化学行为"研究发现在纯离子液体或离子液体与乙腈的二元体系中!随着)R D 9D *)S i >*浓度的增加!!k 8'"的瞬态吸收峰发生蓝移!但比乙腈$E *G 体系的吸收峰呈现稍微红移!证实离子液体)R D 9D *)S i >*的极性大于乙腈而小于水"随着二元体系中离子液体)R D 9D *)S i >*浓度的增加!!k 8'"与萘之间能量转移的速率逐渐减小"推测该混合溶剂中!除了离子液体的加入使溶剂极性增大!极性变化引起溶剂结构重组能变化!而且混合体系中局部结构也会随着离子液体含量的变化而改变"当离子液体浓度达过一定值时!能量转移过程受到抑制!并且纯离子液体体系中三重激发态的产额增加!这一现象有利于选择在离子液体的体系中研究摩尔吸光系数较小而且三重态寿命比较短的光敏剂的瞬态光化学行为!为快速反应动力学的研究领域提供了新的环境"J ,3,1,6*,8))*!X 5%514cW !W 5H 5.!.1$2J 5;L #:!/15%=:=S J 43=Z J /D =a !*--<!)-B ()!)""=)**!T 9;Pb !g J 56L P !C ;Qg !/15%=:=8D =Z J /D =.$0=!*-->!)*B ("<?>=)!*!C 93J 521:i !'/15S =:=S J 43=Z J /D =a !*--!!)-"("*>)=)<*!_;%7$$6_:!_0T /568:!Q $27$6Z _!/15%=Z J /D =Z $D D ;6=!*--)!*!><=)?*!.V 97/23`9]!_0T /568!Q $27$6Z _!/15%=Z J /D =Z $D D ;6=!*--<!*)"B =)>*!8%U 52$_!Q 52095E=Z J /D =S J 43=T /11=!*--*!!>*(<!?=)"*!_52I ;93.!i /22/2a !8%U 52$_!/15%=:=S J 43=Z J /D =a !*-->!))-()<+?>=)B *!S5;%8!.5D 56158=:=S J 43=Z J /D =a !*--"!)))()+?"=)+*!g J ;QT !C ;Qg !.J 5_T !/15%=:=S J 43=Z J /D =8!*--B !))*(!-"+=))-*!gE NQ ;56L ,%59!CNQ ;$,F J $6L !Z N Y g J 9,M /6L !/15%&朱光来!吴国忠!崔执凤!等'=8015S J 43=Z J 9D =.96=&物理化学学报'!*-))!*"(+")=)))*!cU 563ZE !S 2;7-J $D D /'!]96L _!/15%=:=S J $1$0J /D =S J 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离子液体[Bmim]PF_6的微波合成、表征及以[Bmim]PF_6为介质的TiO_2光催化剂的制备研究

探讨了微波辅助合成离子液体的影响因素，用多种方法表征了离子液体的结构，采并使用该离子液体制备了Ｔｉ２催化０光剂。制备的Ｔｉ２（具有良好的光催化活性，６）１ｈ内对苯酚的降解率达到９．３。９２关键词微波，离子液体，氧化钛，解，酚二降苯
ＷｕＹａｕＧｕｎＷｅｓｅｇｒｉａｉｈｎＬｉｌｎＹｕｉｇａＩｎＳｕＡｈ
（．ｌｇｆＥｎｉｏｍｅｔＳｉｎｉｃａｄＥｎｉｅｒｎＣｈｎ ’ ｎＵｎｖｒｉ ’ ｎ７０４；１Ｃｏｌｅｏｖｒｎｎｃｅｔｆｎｇｎｅｉｇ，ａｇａｉｅｓｔＸｉａ５ｅｉｙ１０
ＳｎｈｓｎａａｔｉｔｎｏｎｃｌｕＢｍ］ＦｎｎｈｓｆｙｔｅｉａｄｃｒｃｅｚｉｆｏｉｉｉｍｉＰ６ｄｓｔｅｉｏｓｈｒａｏｉｑｄ［ａｙｓＴＯｓｇｒｍｉＰ６ｓｄｕｉ２ｉＢｍ］Ｆｉｍｕｎａｍｅ
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离子液体及聚离子液体的吸附分离性能研究

离子液体及其聚合物的吸附分离性能研究摘要：综述了近年来离子液体及其聚合物在吸附分离性能方面的研究进展。

离子液体是目前广泛认同的绿色分离溶剂，其性质和用途与其结构紧密联系，可以改变阴、阳离子的组合来改变离子液体的性质及用作各方面的应用。

本文综述了不同离子离子液体及其聚合物在萃取、渗透汽化方面的应用，简述了不同阴阳离子结构及不同试剂对其吸附分离性能的影响关键词：离子液体；萃取；渗透汽化；分离性能1、引言近年来，作为一类环境友好的化合物，室温离子液体的研究备受关注。

离子液体(ionic liquids)就是在室温(或稍高于室温)下呈液态的仅由离子所组成的液体，又称“室温熔融盐”(Room temperature molten Salts)，室温离子液体(Room temperature ionic liquids) 等[1]。

室温离子液体是一种由含氮杂环的有机阳离子和一种无机阴离子（表1）组成的盐，可以通过选择合适的阳离子、阴离子和配体，调变离子液体的化学、物理性能。

Table 1. A part of cation and anions for ionic liquids[2]2、离子液体2.1 离子液体的吸附性能1）紫外分光光度法测量离子液体的吸附性能通常，可采用将离子液体加入待吸附溶液并置于恒温振荡器中振荡吸附，平衡后静置，待两相完全分层后，取上清液，用紫外分光光度法测定化合物的浓度[4]。

张娟娟[5]等研究了吸附时间、固液比、样品浓度对N-甲基咪唑键合硅胶固定化离子液体( SilprMim)吸附黄酮类化合物性能的影响。

图1. 吸附效率随时间（a）、随固液比（b）和样品浓度（c）的变化曲线Fig1. Variation curve of adsorption efficiency vs time (a). solid-liquid ratio(b) and analytes concentration(c)(■) Quercetin; (▼) Luteolin; (★) Genistein;由图1a可知，随着时间的延长，SilprMim对3种化合物的吸附效率呈上升趋势，并且染料木素、木犀草素和槲皮素均在30 min内达到最大吸附效率。

室温离子液体[bmim]PF6的合成

离子液体（Ｌ是一种完全由离子组成的液体，Ｉ）
在室温或室温附近温度下呈液态的盐类，因此也称
性，有商业化的产品或多或少含水Ｊ而电沉积所，通过要求离子液体的含水量均较低，因此，子作离
４０Ｃ以上０￣引。
过程。因此，采用惰性气体保护，合成过程中不在虽然吸附了少量的水，最后通过干燥剂干燥，但仍然能够获得含水量极低的离子液体，大大节约了这合成的成本，化了合成工艺，离子液体的商业简对化有一定的帮助。本论文研究合成了一种纯度较高的离子液体的简单方法，实验证明，是一种简这单的、可行的、污染的合成方法。无
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化
学工程
Hale Waihona Puke 师２００７年６月
一辩鞴蓐并霉一
文章编号：０２—１２（０７）６— ０４－３１０１４２０００ｌ０
ＣｅｉａＥｇｎｅｈｍｃｌｎｉｅｒ
室温离子液体［ｍｍ］ＦｂｉＰ６的合成木
ｍｔｔｓ，ｅＩａｈｉｌｅｎａｒｆｅｅｓｔｅ．Ａｄｔｅｒｄｂａｕｍ、ｇｅｉｍｓｌｔｅｈｉｔＬｗｅｗｔｉｅｗｔｒｓｖｒ］ｉｓｎｎｄｉｖｃｕｍａｎｓｕｆｅａｅｓｈｓｄｌｄｏｄｅｏｍｈｅｙｕａ

离子液体[bmim]PF6中制备纳米金属Ni及其催化苯乙烯加氢的研究

中制备的纳米Ｎｉ有更小的粒径和更好的颗粒分布，具团聚现象不明显；ＴＩ显示：Ｆ－Ｒ离子液体不仅仅作为反应的介质，而且和纳米颗粒表面间存在着一定的化学结合，附在纳米颗粒的表面，效的阻止了Ｎｉ米吸有纳颗粒的团聚和氧化；Ｇ－ＴＡ及Ｕｖ．ｉ果进一步ＴＤｖｓ结
性［。同时，３］纳米镍是某些加氢反应如烯烃、芳烃部分
而后，￣ｍｉＣ与ＫＰ６和ＨＯ按照一定摩将ｂｍ３１Ｆ尔比混合，力搅拌反应一定时问得到金黄分层液磁体，倒掉水层，层液体用适量蒸馏水洗涤数次，至下直
验证了Ｎｉ明离子液体层的存在。苯乙烯加氢产物表
的分析结果表明，［ｍｉＰ中制备的纳米Ｎｉ在ｂｍ］Ｆ催化苯乙烯加氢的活性显著高于常规制备的Ｎｉ化剂。催关键词：离子液体；；学还原；化剂；乙烯加镍化催苯
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王雪涛等：离子液体［ｍｉＰｓ中制备纳米金属Ｎｉ其催化苯乙烯加氢的研究ｂｍ］Ｆ及
离子液体［ｍｉＰ６中制备纳米金属Ｎｉ其ｂｍ］Ｆ及催化苯乙烯加氢的研究
管、温度计和氮气导管的三口烧瓶中加入一定摩尔比的甲基咪唑和氯代正丁烷，制某一温度，控氮气保护下

离子液体BMIMPF_6纳米材料修饰电极的制备与研究

离子液体BMIMPF_6/纳米材料修饰电极的制备与研究由于离子液体与纳米材料具有独特的物理化学性质。

号称化学界绿色溶剂的离子液体电化学窗口宽、能促进电子传递、提高离子导电性和具有良好的生物相容性等优点，而纳米粒子具有比面积高、表面自由能高、吸附能力强的特性。

所以离子液体和纳米材料这些特殊材料是近年来电化学和电分析化学研究领域的热点之一。

本文主要运用离子液体和纳米材料作为修饰物，构建了修饰电极，进行电化学及电分析化学研究。

文章主要研究工作包括：1.以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BMIMPF6）、壳聚糖（CS）、纳米银（Nano-Ag）为修饰剂，制备了Nano-Ag/CS/BMIMPF6/Au/CME，将血红蛋白（Hb）固载在修饰电极表面，离子液体优良的导电性和Nano-Ag高的表面活性和强的吸附性，为Hb的吸附和在修饰电极表面的直接电子转移构建了一个良好的微环境，同时也提高了Hb的电催化活性，并以此制备了具有良好催化活性的过氧化氢（H2O2）生物传感器。

本文研究了修饰电极的特性，优化了修饰电极的实验条件，详细的讨论了Hb在电极上的电子转移机理以及H2O2的电化学行为，并对实际样品中的过氧化氢进行了检测，其结果令人满意。

2.用滴涂法将葡萄糖氧化酶（GOD）修饰到1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BMIMPF6）、壳聚糖（CS）、纳米金（Nano-Au）复合材料修饰在金电极表面，制备了GOD/Nano-Au/CS/BMIMPF6/Au生物传感器，用循环伏安法和扫描电子显微镜表征。

对电极的制备条件、电化学性质进行了较为详细的研究。

结果表明此复合材料不仅为GOD提供了良好的微环境,而且通过纳米尺寸效应和离子液体的高导电性,促进电子转移，使GOD具有更高的活性。

该修饰电极可作为葡萄糖生物传感器，其研究对生命科学和临床医学具有十分重要的意义。

在最优条件下，葡萄糖浓度在1.0×10-4～1.0×10-6mol·L-1范围内的有良好的线性关系，其线性方程为：y=0.0871x+37.889（r=0.9995），检出限为3.85×10-8mol·L-1。

水／离子液体[BMIM]PF6两相体系中全细胞催化生成单葡萄糖醛酸基甘草次酸

ＤＯＩ１．９９ｊｉｓ．４８１５．０１１．２：０３６／．ｓｎ０３ — １７２１．１０３
中图分类号：Ｑ８４９１．
文献标志码：Ａ
文章编号：０３ — １５（０１１ —３３ —０４８１７２１）１１６７
第６２卷
第１期１
化工学报源自Ｖｏ１２ＮＯ１．６．１Ｎｏｍｂｅ２０ｖｅｒ１１
２１０１年１１月
ＣＩＥＳＣＪｕｎ１ｏｒａ
水／离子液体［ＭＩＰ６相体系中全细胞ＢＭ］Ｆ两
催化生成单葡萄糖醛酸基甘草次酸
，李春２陈金燕，邹树平。，何冬梅杨晓刚，
（河子大学化学化工学院，新疆石河子８２０；北京理工大学生命学院，北京１０８；石３０３００１。江工业大学生物工程研究所，浙江杭州３０１）浙１０４
ｇｙｙｒｅｉｃｄ－ｍｏｏＪＤ－ｌｃｒｎｄ（ｌｃｒｈｔｃａｉ３Ｏ－ｎ — 一ｇｕｕｏｉｅＧＡＭＧ）ｂｗｈｌｃｌｓｏｔｉｉｇ？Ｄ－ｌｃｒｎｄｓ．３ｙｏｅｅｌｃｎａｎｎｔ－ｇｕｕｏｉａｅ
比，分别提高了１．和１．１。离子液体循环使用７次后，回收利用率为９．７。产物ＧＡＭＧ和副产物２４２６３４

微波合成[BMIM][PF6]离子液体及其表征

关键词:[BMIM][PF6]红外核磁表征
环境污染问题每况愈下，其中废水污染较为突出，不仅对地表、地下水造成污染,还对土壤造成不可逆转的污染。对于涉重废水来说，重金属对人类身体健康和生存环境造成难以挽回的伤害,不少研究表明，涉重废水经过浓缩后可通过萃取方式来提取金属离子，减少对环境的污染[1_3]0离子液体于常温条件下呈液态，结构中包含阴阳离子。根据阴阳离子的不同，离子液体可以分成不同种类,其中以咪哩类居多。离子液体化学性质优良，因成膜性、溶解性、稳定性等多方面性质优良，于室温下不易挥发，可回收利用，对环境污染小等特点被称为“绿色”溶剂[4-5]o近些年国内外涌现出一批关于离子液体合成、应用及回收利用的研究及成果，[BMIM ] [ PF6 ] ( 1 - butyl - 3 - methylimidazolium hexafluorophosphate, 1 -丁基-3 -甲基咪哩六氟磷酸盐,C8H15N2F6P)是由]BMIM] + 和[PF6 ]-(结构如下图所示)构成的一种咪哩类离子液体，其具备优良的金属萃取性能，本研究以微波合成法合成[BMIM] [P%]例子液体,通过表征分析确定产物即为目的产物。
芳香骨架振动
lH,s,NCHN
8.59
1466,1386
MeC- H变形振动
lH,m,CH3NCHCHN
7.30
1169
芳环C-H面内变形振动
lH,m,CH3NCHCHN
7.25
840
PF6-的 V(P H)
2H,t,NCH2(CH2)2CH3
4.13
通过对比可知，产物红外光谱图中在4000 ~ 3200cm-1未出现特征吸收谱带，因此产物中不含有 OH-，表明表征产物中的游离水已经被去除；3080 ~ 3050cm-1出现吸收谱带，可判定产物中含有C - H氢

阴阳离子表面活性剂双水相体系的研究进展

阴阳离子表面活性剂双水相体系的研究进展摘要：阴阳离子表面活性剂双水相是指阴阳离子表面活性剂水溶液在一定条件下自发的分离成不相溶的、界面清晰的液液两相的体系。

本文在相关研究的基础上，总结了阴阳离子表面活性剂双水相的形成机理、影响相行为的各个因素以及影响机理进行了综述。

关键词：阴阳离子表面活性剂双水相体；理论；盐阴阳离子表面活性剂复配体系是建立在现代表面活性剂产品的基础上的新型表面活性剂系列，即保留和提升了原有表面活性剂体系的性能，又衍生了许多新性能，例如低的临界胶束浓度、高的表面活性、丰富的微观结构以及复杂的相行为，其中，阴阳离子表面活性剂双水相以其环境温和、选择性强、适用性广而被受关注，在萃取体系中有很强的应用前景[1-4]。

因此，阴阳离子表面活性剂双水相的相行为、性质、影响因素以及形成机理等均是近年来的研究热点。

本文对阴阳离子表面活性剂双水相相关领域的研究进展进行综述。

一、阴阳离子表面活性剂双水相的形成机理研究阴阳离子表面活性剂双水相的形成机理研究主要集中在两点。

其一，表面活性剂双水相的形成与溶液中聚集体微观结构有密切的关系①柱状或棒状聚集体相互缠结形成密集的网状结构诱导产生相分离；②表面活性剂自组装形成巨大尺寸的薄层状结构，此结构的聚集体会从溶液中分离形成新的相；③密堆积的囊泡诱导相分离。

其二，DLVO 理论：表面活性剂聚集体在溶液介质中絮凝分相或是分散主要取决于两种相反的长程作用力，即静电斥力和范德华引力；当溶液中聚集体间的斥力大于引力，而且足以对抗因布朗运动使粒子碰撞而絮凝时，溶液中的聚集体处于相对稳定的分散状态；当聚集体间的引力大于斥力或达到平衡时，在势能曲线上会出现一个最小的能量点，若最小的能量点的阱深足够大，将导致溶液中的聚集体凝聚，进而产生相分离。

二、影响阴阳表面活性剂双水相形成的因素1.阴阳离子表面活性剂结构和组成的影响实验研究表明，阴、阳离子表面活性剂的结构特征对其复配体系的聚集体形态及宏观相行为起着重要的作用。

离子液体[bmim][PF6]与[moemim][PF6]结构微不均匀性以及微粘度的光谱探测

的研究是设计新型离子液体以及扩展离子液体应用的关键．本文通过荧光探针分子香豆素１５３（Ｃ１５３）的转动动力学和对微观环境敏感的荧光探针分子１，３．二（１．芘基）丙烷（ＢＰＰ）的稳态荧光光谱。探测和表征了烷基取代的
离子液体１．丁基．３．甲基咪唑六氟磷酸盐（［ｂｍｉｍ１【ＰＦ。】）和与其具有相似结构的醚键官能化的离子液体１一甲氧基
ｄｏｉ：１０．３８６６／ＰＫＵ．ＷＨＸＢ２０１５０６１０１
ｗｗｗ．ｗｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
离子液体【ｂｍｉｍ】【ＰＦ６】与［ｍｏｅｍｉｍ］［ＰＦ６】结构微不均匀性以及微粘度的光谱探测
ＭｉｃｒｏＶｊｓｃｏｓｉｔｙｏｆ【ｂｍｉｍⅡ ＰＦ６】ａｎｄ【ｍｏｅｍｉｍⅡ ＰＦ６】ＩｏｎｉｃＬｉｑｕｉｄｓ
ＬＩＢｏ－ＸｕａｎＧＵＯＱｉａｎ — ＪｉｎＸｌＡＡｎ — Ｄｏｎｇ
ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｊｉ＇ｉｎｇ１００１９０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ（ＲＴＩＬｓ），ｗｈｉｃｈｈａｖｅｓｅｖｅｒａＩｓｐｅｃｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｎｅｇｌｉｇｉｂｌｅ

离子液体微乳液研究进展

离子液体微乳液研究进展尚树川;侯宁;柴金玲【摘要】本文综述了离子液体/油/表面活性剂、离子液体/离子液体/表面活性剂和离子液体/水/表面活性剂等微乳液体系的相态及相关应用,探讨了水、温度及其他因素对离子液体微乳液体系的影响.离子液体种类繁多,目前尚缺乏对各种类型的离子液体微乳液的全面研究及对其聚集体特性的深入研究.预期离子液体微乳液将会向开发新体系、深化聚集体特性及应用研究等方面拓展.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2016(029)001【总页数】6页(P87-92)【关键词】微乳液;离子液体;表面活性剂;研究进展【作者】尚树川;侯宁;柴金玲【作者单位】山东师范大学化学化工与材料科学学院,山东济南250014;山东师范大学化学化工与材料科学学院,山东济南250014;山东师范大学化学化工与材料科学学院,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】O647.2微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、油和水形成的各向同性及热力学稳定的体系，已在日化、农药、催化剂及纳米材料制备等方面有着广泛应用。

近年来，环境保护和资源可持续利用日益受到人们重视。

离子液体是由有机阳离子及无机或有机阴离子构成，在室温或近室温条件下呈液态的盐类物质，还具有如电化学窗口宽、无可燃性以及热力学稳定性好等许多优异的物化性质，工业上已被用于开发“绿色化学”清洁工艺，被称为“绿色溶剂”。

基于上述离子液体的特性，离子液体已被引入到微乳液领域，人们用离子液体代替传统的水或有机溶剂，在表面活性剂及助表面活性剂作用下制得了离子液体微乳液。

目前，对于离子液体微乳液已有较多报道，如将离子液体用作微乳液的水相，有机溶剂作为油相的微乳液体系，是近年来研究最多的一种离子液体微乳液类型。

离子液体在微乳液中不论是作极性相，还是作非极性相，均使微乳液的性质发生了变化，扩大了微乳液的应用范围。

近年来，离子液体微乳液已应用于生物酶催化、材料合成和有机合成等领域。

离子液体[Bmim]Br和[Bmim]PF6的合成及其物化性质研究

（ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｒｉｎｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
第２９卷
第５期
天津科技大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｌ０１．２９ＮＯ．５０ｃｔ．２０１４
（［Ｂｍｉｍ］ｅＦ６），研究了超声处理时间、超声频率和原料物质的量比对［Ｂｍｉｍ］Ｂｒ产率的影响，以及超声处理时间、超声频率和溶剂与『Ｂｍｉｍ］Ｂｒ的质量比对［Ｂｍｉｍ］ＰＦ６产率的影响．结果表明：超声处理时间、超声频率、原料溴代正丁烷与Ｎ＿甲基咪唑物质的量比分别为５０ｍｉｎ、２０Ｈｚ、１．１时，『Ｂｍｉｍ］Ｂｒ产率可达到９８．８８％；在超声处理时间、超声频率、溶剂与［Ｂｍｉｍ］Ｂｒ的质量比分别为５０ｍｉｎ、２０Ｈｚ和１．５时，［Ｂｍｉｍ］ＰＦ６产率可达到８６．５４％．采用红外光谱、紫外吸收光谱和核磁共振氢谱对［Ｂｍｉｍ］Ｂｒ进行结构表征，同时采用对比法，利用红外光谱、紫外吸收光谱对［Ｂｍｉｍ］ＰＦ６进行表征，并分

表面活性剂对两液滴之间交互作用的影响的数值研究

摘要在这篇论文中，我们通过水平集方法（level-set）和浸界面方法（IIM）来研究含表面活性剂的两液滴在二维伸张流的条件下的数值结果。

我们发现表面活性剂在两液滴的相互作用中扮演了非常重要的角色。

在实践中，我们发现两液滴之间的最小距离是表面活性剂的覆盖率和毛细系数的一个非单调方程。

这种非单调性是由沿着液滴交界面的马拉贡尼（Maragoni）力引起的，而在不含表面活性剂的液滴中这种现象不会发生。

我们同时也发现表面活性剂对两液滴的旋转角度也有重要的影响。

含表面活性剂的两液滴在非单调条件下的融合现象在里尔（Leal）和相关研究者的大量实验中也可得出。

尽管我们是在二维中开展的研究，但是我们认为表面活性剂对两液滴的影响在三维中也有相类似的数值结果。

关键词：表面活性剂；表面张力；水平集方法；浸界面方法。

IAbstractIn this paper,we numerically investigate the eﬀects of surfactant on drop-drop interactions in a2D extensionﬂow using a coupled level-set and immersed interface approach.Weﬁnd that surfactant plays a critical and nontrivial role in drop-drop inter-actions.In particular,weﬁnd that the minimum distance between the drops is a non-monotone function of the surfactant coverage and Capillary number.This non-monotonic behavior,which does not occur for clean drops,is found to be due to the presence of Maragoni forces along the drop interfaces.We also found that the rotation angle of surfactant on the two droplets have important inﬂuence.This suggests that there are non-monotonic conditions for coalescence of surfactant-laden drops,as observed in recent experiments of Leal and co-workers.Although our study is two-dimensional,we believe that drop-drop interactions in three-dimensionalﬂows should be qualitatively similar as the Maragoni forces in the near contact region in3D should have a similar eﬀect.Key words:Surfactants;surface tension;level-set method;immersed interface method.II目录第一章引言 (1)第二章理论知识 (2)2.1Level-Set的数学表示 (2)2.2Level-Set的图形示范 (2)第三章构想 (5)3.1量纲方程 (5)3.2无量纲化 (6)3.3界面表现 (9)第四章数值方法 (10)第五章数值结果 (14)5.1两液滴之间的距离 (14)5.2两液滴的旋转角度 (15)5.3表面活性剂在液滴上的分布及液滴的运动过程 (17)总结与展望 (25)参考文献 (26)致谢 (30)III第一章引言表面活性剂通常用来阻止液滴融合的发生。

1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子

随着科学技术的不断进步，离子液体作为一种新型、绿色、可控的溶剂，在化学、材料、能源等领域得到了广泛的应用和研究。

而作为离子液体中的一种重要成分，丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子(简称[BMIM]PF6)更是备受关注。

本文将深入探讨[BMIM]PF6离子液体的性质、应用和研究进展，希望能为读者提供全面的了解和认识。

1. [BMIM]PF6离子液体的性质[BMIM]PF6离子液体是一类重要的有机阳离子液体，其分子结构中含有丁基和甲基咪唑基团。

这种离子液体不仅具有良好的热稳定性和化学稳定性，还具有较好的电化学活性和溶解性。

在室温下[BMIM]PF6离子液体呈无色透明的液体，具有低挥发性和良好的微生物降解性。

这些优异的性质使得[BMIM]PF6离子液体在许多领域都具有重要的应用价值。

2. [BMIM]PF6离子液体的应用在化学合成领域，[BMIM]PF6离子液体可以作为催化剂、溶剂甚至反应介质，广泛应用于有机合成、催化剂制备等反应中。

[BMIM]PF6离子液体还可用于电化学领域，作为电解液、电容器介质或电催化剂等方面的应用。

在材料科学领域，[BMIM]PF6离子液体也可用作润滑剂、导电涂层的基体或者纳米材料的分散剂等多种用途。

而在能源领域，[BMIM]PF6离子液体也可以作为电池电解质、储能介质等方面的研究和应用。

3. [BMIM]PF6离子液体的研究进展[BMIM]PF6离子液体作为一种重要的离子液体成分，近年来受到了广泛的研究关注。

在化学合成方面，研究人员不断探索[BMIM]PF6离子液体作为催化剂、溶剂或者反应介质的应用潜力，在提高合成效率、减少废弃物排放方面取得了显著的进展。

在材料科学领域，[BMIM]PF6离子液体的应用也得到了广泛的延伸，如用于纳米材料的制备、功能性涂层的开发等方面也取得了不俗的成绩。

对[BMIM]PF6离子液体的性质和结构也进行了深入的研究，以期更好地理解其在不同领域的应用机制和优势。

三类钠盐阴离子表面活性剂对细胞增殖的影响作用研究中期报告

三类钠盐阴离子表面活性剂对细胞增殖的影响作用
研究中期报告
经过实验观察，三类钠盐阴离子表面活性剂（SDS、SDBS和SLS）对细胞增殖的影响存在差异。

在实验中我们将细胞分别暴露于不同浓度的三类表面活性剂中，每隔一段时间观察细胞的增殖情况，并比较不同浓度间的差异。

对于SDS，我们发现在浓度低于1 mM时，细胞增殖表现出良好的速率，但当浓度超过1 mM时，细胞增殖速率随浓度的升高而逐渐减缓。

当浓度达到5 mM时，细胞增殖速率几乎停滞，且许多细胞已经凋亡。

这表明SDS对细胞的毒性作用随浓度升高而增强。

对于SDBS，我们发现其对细胞的毒性比SDS要小，即使在5 mM 的高浓度下，细胞增殖速率仍然表现出一定的活性。

但是随着浓度的增加，细胞增殖速率确实逐渐下降。

对于SLS，我们发现只有在非常高的浓度下（>2 mM），才会出现细胞毒性，否则，对细胞的影响并不明显。

此外，SLS似乎趋向在高浓度下促进细胞的增殖，但相对于控制组，其效果并不显著。

综上所述，三类钠盐阴离子表面活性剂对细胞增殖的影响效果存在差异，并且存在一定的浓度效应。

然而，这些实验结果仅仅是我们实验室的初步观察结果，需要进一步验证和优化。

阴离子表面活性剂与阳离子的相互作用

阴离子表面活性剂与阳离子的相互作用曹绪龙1,2吕凯2崔晓红1石静1苑世领2,*(1中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015;2山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室,济南250100)摘要：用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G 水平上,对十二烷基磺酸盐和羧酸盐阴离子表面活性剂与阳离子(Na +,Ca 2+,Mg 2+)形成的离子对进行结构优化,从分子水平上研究表面活性剂与阳离子之间的相互作用.计算结果表明:磺酸盐和羧酸盐表面活性剂均采用2∶1型,即极性头中两个氧原子与阳离子发生稳定结合;在与阳离子结合之前,表面活性剂分子上的α-亚甲基带有明显的负电荷,因此将其归为极性头;但在阳离子电荷诱导下,α-亚甲基转而带有部分弱正电荷,使极性头范围缩小.计算也发现,表面活性剂尾链带有弱正电荷,使胶束内核带有了部分极性,利于表面活性剂在溶液中的聚集,此种极性介于烷烃油相和水相的极性之间.关键词：密度泛函理论;阴离子表面活性剂;相互作用;胶束;电荷中图分类号：O641;O648Interactions between Anionic Surfactants and CationsCAO Xu -Long 1,2L 譈Kai 2CUI Xiao -Hong 1SHI Jing 1YUAN Shi -Ling 2,*(1Institute of Geology Science,Shengli Oilfield Ltd.Co.,Dongying 257015,Shandong Province,P.R.China ;2Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry,Ministry of Education,Shandong University,Jinan 250100,P.R.China )Abstract ：The ion -pairs of the anionic surfactants (dodecyl sulfonate,dodecyl carboxylate)and the cations (Na +,Ca 2+,Mg 2+)were optimized using density functional theory (DFT)at the B3LY/6-31G level and the interaction between the surfactants and ions were studied at the molecular level.The results showed that:i)a 2∶1type of ion -pair was formed in which two oxygen atoms from the polar group in the surfactant bound with one ion;ii)the α-methylene nearest the headgroup should be classified as the part of the polar head because of its negative charge before ion bonding;iii)the charge of the α-methylene group can be converted from a weak negative into a weak positive charge by the cations,which decreased the effect of the polar headgroup.This calculation also showed that the tail chain had a weak positive charge in the micelle resulting in the core of the micelle having polarity.This core polarity of the micelle is somewhere between the oil phase polarity and the water phase polarity,which favors surfactant aggregation in solution.Key Words ：Density functional theory;Anionic surfactant;Interaction;Micelles;Charge[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .,2010,26(7)：1959-1964表面活性剂的双亲性质体现在不同的亲水和疏水结构单元的组合,在溶液中更易形成疏水核心,这是从表面活性剂的分子结构特点进行的推测.目前已经有原子力显微镜等实验手段观察到了分子聚集形成的囊泡结构[1-3],也可借助分子动力学等模拟方法对表面活性剂在溶液或界面上的聚集行为预测[4-8],但是二者均不能从分子水平上给出表面活性剂在溶液中聚集的结构变化以及与反离子之间形成离子对的实质.由于表面活性剂分子结构复杂,一般由数十个甚至上百个原子组成,且一端亲油一端亲July Received:January 29,2010;Revised:April 21,2010;Published on Web:May 18,2010.*Corresponding author.Email:shilingyuan@;Tel:+86-531-88365896.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20873074)and the PetroChina Innovation Foundation.国家自然科学基金(20873074)和中国石油科技创新基金资助项目鬁Editorial office of Acta Physico -Chimica Sinica1959Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26水,因此用量子化学方法研究表面活性剂的报道相对很少[9].Gadre和Pingale[10]曾经利用从头算法以6-31G为基组,计算了十二烷基羧酸盐和十烷基硫酸盐的静电势能面,表明与等烷烃相比,表面活性剂的烷基尾巴带有部分负电荷;Yan等[11]采用半经验方法计算了系列阴离子表面活性剂的电荷分布与聚合物之间相互作用的关系,并通过实验进行了验证,但是上述计算工作均未考虑反离子对表面活性剂电荷分布的影响,也未在分子水平上讨论反离子与表面活性剂极性头之间的相互作用.就电荷而言,在简单模型中阴离子型表面活性剂的电荷全部集中在亲水极性头上,但是实际情况下,电荷更多分布于极性头多个原子甚至也分布在表面活性剂疏水尾部上(图1),而在静电相互作用下反离子如Na+、Ca2+等离子也不是以整数电荷存在.早期理解是表面活性剂疏水尾部一般是无极性的,根本不受极性头的影响,但是最近量子化学计算表明各类表面活性剂疏水尾部受极性头的影响带有少量弱电荷而略显部分极性[12],此电荷的变化直接与表面活性剂在溶液中的聚集有关.事实上,分子中不同电荷分布对评价分子间的静电相互作用非常重要,这种相互作用直接影响表面活性剂在不同介质中的自组装,以及所表现出的物理化学性质.本研究中,以三次采油中普遍应用的磺酸盐表面活性剂为研究对象,选择量子化学方法计算了Na+,Ca2+,Mg2+离子存在时,表面活性剂极性头和烷基链上亚甲基的电荷分布,探讨了表面活性剂与离子之间的相互作用.作为对比,选择了抗钙镁能力差的十二烷基羧酸盐表面活性剂为对比,从而探讨磺酸盐表面活性剂抗钙镁实质.1研究方法密度泛函理论(DFT)已被证明用以研究离子参与的结构变化非常有效[13-17],所以本研究中选择该理论中的B3LYP方法,在6-31G水平上对十二烷基羧酸(C12H25COO-)和十二烷基磺酸盐(C12H25SO-3)与不同离子之间形成的复合物的几何构型进行优化,利用频率分析确认其构型极小点.结合能ΔE是离子对总能量E saa-ion与相应单分子能量E saa或离子能量E ion的差值,计算表达式如下:ΔE=E saa-ion-E saa-E ion原子电荷用Mulliken电荷分析法[18-20],用COSMO模型模拟溶剂化效应(水环境),全部计算采用Gaussian 03软件包[21].2结果与讨论2.1表面活性剂极性头与离子之间的结合模型磺酸盐阴离子表面活性剂极性头上有三个氧原子,均带有部分负电荷,在静电相互作用下会与阳离子发生相互作用,形成离子对.计算之初,根据表面活性剂极性头的分子结构特点,多数认为阳离子与氧原子的结合方式可能存在以下三种极端模型:i) 1∶1型,即极性头中的一个氧原子与离子结合;ii)2∶1型,即极性头中的两个氧原子与离子结合;iii)3∶1型,即极性头中的三个氧原子与离子结合,如图2所示.根据这个模型,羧酸盐表面活性剂极性头中只存在两个氧原子,因此不存在3∶1型结合模式.以十二烷基磺酸钠(SDS)表面活性剂为例,首先优化表面活性剂单分子,然后沿着不同的方向(如1∶1型是沿着S—O方向逐渐靠近氧原子),计算不同位置时的单点能,勾勒能量随二者距离的变化曲线,得到极值点;然后以此极值点为初始构型,进行几何优化.以Na+离子与磺酸盐表面活性剂结合模式为例,优化后的结果如图2所示.我们发现对于不同的类型,优化后初始结构均发生了较大的变化.变化最大的为1∶1型离子对,优化后其构象已经变成了3∶1型,说明表面活性剂分子以一个氧原子结合离子的可能性最小,也体现了多个氧原子与离子形成离子对会更加稳定.更详细的数据参见表1.表1中数据表明:对于两种表面活性剂,结合能大小为ΔE saa-Mg≈ΔE saa-Ca>ΔE saa-Na,彼此之间的差值图1阴离子表面活性剂与阳离子结合形成离子对后的简单电荷分布和实际电荷分布模型Fig.1Simple and realistic charge distribution models of ion-pair between anionic surfactant and cation 1960No.7曹绪龙等：阴离子表面活性剂与阳离子的相互作用分别为2-5和81-103kJ ·mol -1左右,说明相对Na +离子而言,Ca 2+和Mg 2+离子与极性头结合后,二者不容易发生解离,易形成表面活性剂沉淀,导致抗钙镁能力下降.结合能数据的大小体现阴离子表面活性剂与离子之间结合强度的大小.实验中Ca 2+、Mg 2+离子与羧酸盐结合稳定性高,体现在羧酸盐表面活性剂抗钙镁能力远小于磺酸盐[22-23].计算数据表明羧酸盐与Ca 2+、Mg 2+离子的结合能要比磺酸盐的约高36-43kJ ·mol -1,意味着一旦阳离子与羧酸盐结合形成离子对,发生解离相对磺酸盐要困难.理论计算从分子水平上解释了磺酸盐抗钙镁的实质.对于Na +、Ca 2+和Mg 2+离子,两种表面活性剂均表明2∶1型结合模式结合能最低.磺酸盐表面活性剂中,其结合能数据比3∶1型模式能量低30-43kJ·mol -1;特别是对于Mg 2+离子,尽管初始构型从3∶1型模式开始,但是优化后仍然得到的为2∶1型.我们也注意到,对于十二烷基磺酸钠在形成的3∶1型结合模式中,键长R O -ion 要比2∶1型中的键长要长,其中3∶1型中键长处在0.267nm 至0.271nm 之间,且基本相等,可与中心原子S 原子共同形成稳定的六面体双向锥形结构;2∶1型中的键长减为0.237nm,会与中心原子形成稳定的平面四边形.2.2表面活性剂极性头的划分得到稳定的表面活性剂与离子的结合能后,DFT 方法可以给出分子上各个原子的电荷.事实上,单纯地计算每个原子包括氢原子的电荷,很难体现整体分子的相互作用,因此结果中我们选择亚甲基、甲基和极性头等基团模式讨论电荷的影响,这种处理可能对研究表面活性剂的物理性质更有意义.因此在计算中定义了三种基团包括离子极性头、α-亚甲基和剩余的烷基链.之所以突出α-亚甲基的影响,是根据计算的电荷表明其可能存在特殊作用,下文还会重点讨论.相应电荷分布示于图3.从中可以看出,并不是所有电荷都出现在头基上,而是有相当一部分电荷分布于α-亚甲基和其余的烷基链上.部分电荷的计算有几种明显的趋势(图3),磺酸盐表面活性剂烷基尾巴带有约10%的正电荷,而羧酸盐表面活性剂尾巴带有约0.5%弱负电荷.相应的前者中α-亚甲基带有约8%的负电荷,而后者中α-亚甲基带有约6%的负电荷,说明在无反离子存在下,部分数量的电荷从极性头分布到α-亚甲基上.根据上述电荷分布,有一个问题就出来了,究竟极性头的划分范围是多大?极性头通常认为亲水的,与表1表面活性剂与阳离子形成的离子对的几何参数和结合能(△E )Table 1Geometry parameters and binding energies (△E )of ion -pairs between surfactant and cation ioni)When the third bond is 0.1nm longer than the first two bonds,we define that this bond is the different type from the formers.For example,as for sodium dodecyl sulfate (SDS)and Na +pair,the third R O -ion =0.417nm which is longer than the first two bonds (0.237nm),thus they are not of the sametype.ii)In the table,the configuration with marked “*”data are the most optimal configuration.图2钠离子与磺酸盐极性头可能的结合方式以及优化结果Fig.2Possible binding modes and optimization structures between sulfonate polar head and Na +ionThe distance is in nm.C 12H 25SO -3C 12H 25COO -initial optimized initial optimized R O -ion /nm R O -ion /nm R O -ion /nm R O -ion /nm R O -ion /nm R O -ion /nm △E /(kJ·mol -1)R O -ion /nm R O -ion /nm R O -ion /nm R O -ion /nm △E /(kJ ·mol -1)0.2200.4450.4450.2660.2660.267-44.180.2200.4320.2310.233-95.09*0.2350.2350.4000.2370.2370.417-74.64*0.2320.2280.2310.233-95.040.2800.2800.2820.2670.2680.271-44.630.2000.4260.4260.2080.2080.393-154.700.2000.4310.2080.210-198.770.2350.2350.4000.2080.2080.393-155.270.2150.2110.2080.210-198.95*0.2800.2800.2820.2080.2080.393-155.41*0.2400.4630.4630.2630.2640.264-113.900.2200.4320.2410.242-193.460.2520.2520.4190.2440.2440.429-157.87*0.2500.2450.2410.243-193.48*0.2980.2980.2990.2640.2640.265-114.14Type1∶12∶13∶11∶12∶13∶11∶12∶13∶1Na +Mg2+Ca 2+1961Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26水分子有直接接触,而表面活性剂分子的其余部分通常认为是处于无水的疏水胶束内核.一些科研工作者认为α-亚甲基是极性头中的一部分[12],但是没有给出定量解释.亚甲基上带有部分弱电荷,体现了极性头对烷基链上不同亚甲基的影响.通过计算,与阳离子结合之前,两种阴离子表面活性剂的α-亚甲基带有6%-8%的负电荷,支持了其成为头基一部分的说法,如磺酸盐可以达到-0.081e,这归因于强极性的C—S 键,羧酸盐为-0.058e,比重均在5%以上.但是当表面活性剂与阳离子发生结合后,α-亚甲基电荷发生了改变,从带有弱负电荷转成了带有部分弱正电荷(磺酸钠盐除外),其数值在+0.002e-+0.064e范围内不等.在这里我们认为在表面活性剂与离子发生结合之前,应该把α-亚甲基归结为极性头中的一部分加以考虑(体现在α-亚甲基与极性头均带有负电荷);但是当与离子发生结合后,带正电的α-亚甲基对极性头电荷的贡献减弱,表面活性剂极性头作用范围减小(体现在α-亚甲基与极性头带有相反的电荷).2.3表面活性剂尾链上的电荷通常认为,所有表面活性剂的电荷集中在极性头,烷基尾链是非极性且均等的.但是通过计算发现,表面活性剂尾链也带有了部分弱电荷.如磺酸根烷基链带有近10%的正电荷(也有文献表明带有部分弱负电荷[11]),而羧酸盐烷烃链带有部分弱负电荷.我们认为烷基链上部分弱电会直接影响极性头之间的排斥,也同时影响尾链之间的聚集,特别对不同表面活性剂之间的复配有影响.当表面活性剂分子与阳离子结合后,烷基链电荷均发生了改变,除了上面提到的α-亚甲基从负电荷转到正电荷,烷基链不管是与Na+还是与Ca2+、Mg2+结合均带有了部分弱正电.图4给出了不同阳离子下两种表面活性剂烷基链尾部上的(亚)甲基上的电荷分布情况.计算表明所有分子的末端甲基都带有相似的负电荷,邻位亚甲基(碳11)带少量的正电荷.与十二烷烃相比,磺酸盐或羧酸盐表面活性剂上的亚甲基均带有了部分弱电荷,电荷差别比较大的是受负电极性头影响的前四个亚甲基.这种趋势图3表面活性剂极性头、α-亚甲基和剩余烷基链上的电荷分布Fig.3Distribution of charge in the headgroup,α-methylene and the remaining alkyl tail of the surfactants 1962No.7曹绪龙等：阴离子表面活性剂与阳离子的相互作用也体现在当阳离子与之结合后的电荷分布.与阳离子结合后,烷基链上的电荷基本带有部分弱正电荷,受影响较大的亚甲基扩展到前六个.而整个尾部的电荷也有了提高,增加到+0.027e-+0.182e不等.与Mg2+结合后,烷基链上的电荷增幅最大,其带有的电荷甚至占到了磺酸盐表面活性剂分子上近约18%,羧酸盐上也达到约6%,二者在同样的表面活性剂与不同离子之间的结合中是最大的.我们也发现,与离子结合后磺酸盐表面活性剂尾链上的电荷所占比重均在10%以上,其数值最多增加到约18%(与Mg2+结合);而羧酸盐表面活性剂尾链带有的电荷性质发生了改变,与阳离子结合后从带有部分弱负电转到了弱正电,增幅从3%-7%不等,最终电荷最大为6.4%(也是与Mg2+的结合),但是仍然低于磺酸盐表面活性剂尾链上带有的电荷.我们认为这种尾链电荷分布是造成两种表面活性剂胶束大小以及聚集数不同的重要原因,事实上尾链电荷的变化也是引起胶束内核极性不同的原因,下面我们还要讨论极性的影响.2.4胶束内核的极性表面活性剂烷基链上存在部分电荷显然对胶束的性质有重要影响.由于胶束的增溶作用,通常认为表面活性剂烷基尾链形成了一个疏水相当于烷烃油滴的区域.若烷基尾链上带有部分电荷,胶束内核的许多性质将会不同于烷烃,因为烷烃中不存在静电排斥.已有实验通过吸收光谱验证了胶束内核极性环境的变化,并证实胶束内核的极性处于烷烃(油相)和水(水相)之间[24].我们认为是由于表面活性剂疏水尾链带有了部分电荷,促成胶束内核带有了比烷烃油相稍强的极性环境.根据上述推测,结合计算的表面活性剂电荷分布,我们认为在阳离子存在下,阴离子表面活性剂在水溶液中形成的胶束模型可以分为三个区域:胶束内核的弱正电区域、在极性头附近的强负电区域、以及胶束外阳离子强正电区域,如图5所示.模型中与离子结合的表面活性剂分子前几个亚甲基,均带有大小不等的弱正电荷(见图4),特别是包括α-亚甲基在内的前两个亚甲基,弱正电荷稍高于其它亚甲基.此种现象在静电相互作用下,会吸引带有较大负电荷的阴离子表面活性剂极性头,这样会引起胶束中表面活性剂极性头的交错排列(图5).而阳离子在水溶液中的扩散,体现了阳离子与极性头之间的的结合与分离,使表面活性剂分子特别是烷基尾链上的电荷在弱正电和弱负电之间转换,促进了胶束中表面活性剂极性头乃至整个分子的动态平衡,利于胶束的平衡和稳定.尽管这种弱电荷不会对胶束内核图4两种表面活性剂烷基链上的电荷分布Fig.4Charge distribution along the alkyl chain of the two surfactantsCarbon number1isα-methylene,and carbon12is the terminal methyl group.(a)alkyl sulfonates configuration;(b)alkyl carboxylate configuration.The charge distribution for dodecane molecule was added in figures.图5胶束模型Fig.5Micelle modelThe weak positive charge region in micellar core,the strong negativecharge region around the polar head,and the strong positive chargeregion out of micelle1963Acta Phys.-Chim.Sin.,2010Vol.26有更好的增溶作用,但是极性头电荷的损失会对聚集结构有影响.烷基尾链的疏水作用促进聚集,胶束外部分阳离子的存在使极性头带有的负电荷下降,促成极性头之间的静电排斥抑制聚集的能力下降;同时连接极性头的几个亚甲基电荷呈现弱正电荷,与另一个强负电荷极性头之间会发生静电吸引,以及极性头之间的交叉排列,促进了胶束的稳定.3结论用量子化学方法计算了阴离子表面活性剂与阳离子Na+,Ca2+,Mg2+之间的相互作用.根据离子与极性头之间的结合能变化,磺酸盐和羧酸盐表面活性剂均采用2∶1型,即极性头中两个氧原子与阳离子发生稳定结合.在与阳离子结合之前,表面活性剂上的α-亚甲基与极性头带有一致的弱负电,可以把其看作极性头的一部分;而与阳离子结合之后,在阳离子的诱导之下,两种表面活性剂的α-亚甲基转而带有弱正电,促使极性头作用范围减弱.由于烷烃链带有了弱电荷,使胶束内核带有了部分极性,此种极性介于烷烃油相和水相的极性之间.根据阳离子、阴离子极性头、α-亚甲基和烷烃链上的电荷分布,可以把胶束分成三个区域:胶束内核的弱正电区域、在极性头附近的强负电区域、以及胶束外阳离子强正电区域.而阳离子在水溶液中的扩散,体现了阳离子与极性头之间的结合与分离,使表面活性剂分子特别是烷基尾链上的电荷在弱正电和弱负电之间转换,促进了胶束中表面活性剂极性头乃至整个分子的动态平衡,利于胶束的平衡和稳定.需要说明的是,计算中我们采用了COSMO模型模拟溶剂化效应.事实上量子化学方法模拟溶剂环境是一个非常复杂的工作,目前的溶剂化模型均为采用确切介电常数的连续介质模型,而“气相或真空”下的量子化学计算体现了不受外部作用影响的“自然的”表面活性剂电荷分布等结构信息.二者相比,我们也发现溶剂化效应可以局部影响分子的电荷分布、轨道能量等,尽管并不能影响分子的整体性质,但是对于极性分子而言(如表面活性剂分子),其研究结果相对“真空”下的计算更具参考价值.如与阳离子结合前后α-亚甲基的电荷分布,加入溶剂化效应之后,电荷分布数值发生了变化,但是带有的正负号是相同的.这里强调的是尽管采用连续介质模型与实际体系仍有一定的偏差,但是还是能够定性地描述分子甚至整个体系在分子水平上的结构信息.随着计算方法和软硬件的提高,溶剂化模型将会越来越接近实际体系.References1Sch觟nherr,H.;Rozkiewica,D.I.;Vancso,ngmuir,2004, 20:73082Kepczyński,M.;Lewandowska,J.;Romek,M.;Zapotoczny,S.;Ganachaud,F.;Nowakowska,ngmuir,2007,23:73143Morigaki,K.;Sch觟nherr,H.;Frank,C.W.;Knoll,ngmuir, 2003,19:69944Chowdhary,J.;Ladanyi,B.M.J.Phys.Chem.B,2009,113: 150295Jorge,ngmuir,2008,24:57146Miller,C.A.;Abbott,N.L.;de Pablo,ngmuir,2009,25: 28117Song,Q.S.;Guo,X.L.;Yuan,S.L.;Liu,C.B.Acta Phys.-Chim.Sin.,2009,25:1053[宋其圣,郭新利,苑世领,刘成卜.物理化学学报,2009,25:1053]8Li,Z.Q.;Guo,X.L.;Wang,H.Y.;Li,Q.H.;Yuan,S.L.;Xu,G.Y.;Liu,C.B.Acta Phys.-Chim.Sin.,2009,25:6[李振泉,郭新利,王红艳,李青华,苑世领,徐桂英,刘成卜.物理化学学报,2009,25:6]9Chen,M.L.;Wang,Z.W.;Wang,H.J.;Zhang,G.X.;Tao,F.M.Chin.Sci.Bull.,2007,52:521[陈美玲,王正武,王海军,张革新,陶福明.科学通报,2007,52:521]10Gadre,S.R.;Pingale,mun.,1996:59511Yan,P.;Xiao,J.X.Colloid Surf.A,2004,244:3912Huibers,ngmuir,1999,15:754613Milani,A.;Castiglioni,C.J.Phys.Chem.A,2010,114:62414Shishkin,M.;Ziegler,T.J.Phys.Chem.C,2009,113:2166715Karwowski,B.T.J.Mol.Struct.-Theochem,2009,915:7316Zhang,H.H.;Chen,D.Z.;Zhang,G.Q.;Mi,S.Z.;Lu,N.T.J.Mol.Struct.-Theochem,2009,908:1217Wang,X.L.;Wan,H.;Guan,G.F.Acta Phys.-Chim.Sin.,2008, 24:2077[王小露,万辉,管国锋.物理化学学报,2008,24:2077]18Wallrapp,F.;Voityuk,A.;Guallar,V.J.Chem.Theory Comput., 2009,5:331219Niehaus,T.A.J.Mol.Struct.-Theochem,2009,914:3820Sandberg,T.;Rosenholm,J.;Hotokka,M.J.Mol.Struct.-Theochem,2008,861:5721Frisch M.J.;Trucks G.W.;Schlegel H.B.;et al.Gaussian03.Revision B.05.Pittsburgh,PA:Gaussian Inc.,200322Xu,J.;Sun,W.Q.;Li,G.Z.;Xu,J.;Zheng,L.Q.;Wang,H.Q.;Zhang,G.Y.Chem.J.Chin.Univ.,2007,28:496[徐军,孙文起,李干佐,徐健,郑立强,王红勤,张高勇.高等学校化学学报,2007,28:496]23Li,G.Z.;Mu,J.H.;Chen,F.;Xu,J.Petroleum Processing and Petrochemicals,2002,33:25[李干佐,牟建海,陈锋,徐军.石油炼制与化工,2002,33:25]24Kalyanasundaram,K.Photochemistry in microheterogeneous systems.New York:Academic Press,19871964。

离子液体阴离子与溶剂分子相互作用的理论研究的开题报告

离子液体阴离子与溶剂分子相互作用的理论研究的开题报告一、研究背景及意义：离子液体是一类新型的绿色溶剂，在化学、物理、材料领域等多个领域得到了广泛的应用。

然而，我们对这种独特的液体的理解还是不够深入，尤其是关于其中离子与溶剂分子之间相互作用的机理。

因此，本文将探讨离子液体中阴离子与溶剂分子之间的相互作用机理，旨在加强对离子液体性质的理解，为其更广泛的应用提供科学依据。

二、研究内容：1. 离子液体的基本结构及性质分析离子液体的基本结构是离子对，一般情况下，阴离子与阳离子的化学中心之间的距离大于1nm，它们之间由电磁相互作用和范德华力等力学和物理作用相互作用。

通过对离子液体的各种性质进行分析，可以提高我们对离子液体的认识，并为后续的研究提供依据。

2. 阴离子与溶剂分子之间的相互作用机理研究在离子液体中，阴离子与溶剂分子之间的作用机制复杂，其中还包括范德华力、氢键作用、静电相互作用等多种物理力，因此需要建立相应的理论模型，研究不同因素对阴离子与溶剂分子之间作用机制的影响，为设计具有特定功能的离子液体提供理论依据。

3. 基于分子模拟的离子液体性质研究通过分子模拟方法，可模拟不同离子液体的结构、动态性能以及相互作用机制等热力学性质，对离子液体内部的分子运动进行研究，探究其中阴离子与溶剂分子间的相互作用机理，掌握各种离子液体的动态性质。

三、研究方法及步骤：1. 收集并分析已有的国内外文献，了解离子液体基本性质、阴离子与溶剂分子作用机理等相关内容。

2. 进行分子模拟，建立阴离子与溶剂分子之间相互作用的模型，研究不同因素对其相互作用的影响。

3. 对比实验数据与实验结果，验证模拟结果的准确性，取得可靠的研究结果。

四、预期结果及意义：通过理论研究和实验验证，可以探究离子液体中阴离子与溶剂分子之间的相互作用机制，为设计特定功能的离子液体提供理论依据，进一步应用于化学工业领域。

同时，完善离子液体的理论研究，也可拓宽相关领域的研究思路，有助于提高我国化学研究的水平。

水合肼在离子液体bmimpbmimpf6中的电化学行为

水合肼在离子液体bmimpbmimpf6中的电化学行为解释转为更加复杂而细致的极化溶剂和体系中的共价键变化机理。

水合肼是一种实用性强的有机小分子，具有优良的光学性质和高的凝聚力，在医药和光电子学领域得到了广泛应用。

近年来，随着离子液体bmimpbmimpf6的出现，水合肼在离子液体介质中的电化学行为也受到了广泛研究。

在离子液体bmimpbmimpf6中，水合肼的电化学行为受到溶剂的影响，其反应速率要大大高于常规介质中。

一般来说，在离子液体bmimpbmimpf6中，水合肼的电化学半衰期比在常规介质中要短，此外，离子液体bmimpbmimpf6中的水合肼的氧还原过程可以有效促进，同时其对氢的还原也可以受到溶剂的促进作用。

此外，水合肼的反应机理也从传统的单纯的电子跃迁解释转为更加复杂而细致的极化溶剂和体系中的共价键变化机理。

通过研究发现，在bmimpbmimpf6介质中，水合肼的电化学行为将受到溶剂的持久极化影响，这些极化效应有利于水合肼的反应，使得水合肼反应的速率变快。

在bmimpbmimpf6介质中，水合肼的电化学行为受到溶剂的影响，其反应速率要大大高于常规介质中。

为了更深入的解释水合肼在离子液体bmimpbmimpf6中发生电化学变化的机理，有研究者以双电极法和循环伏安（CV）法对水合肼在bmimpbmimpf6介质中的电化学行为进行了研究，他们发现，水合肼在离子液体bmimpbmimpf6介质中的氧还原电流值比在常规介质中要显著增强，而水合肼同时也可以被轻松还原为H2。

通过研究发现，水合肼的反应机理有两个主要的机理，一个是由于水合肼的本身具有较大的极化能，因此它可以受到极性溶剂bmimpbmimpf6的影响，从而促进水合肼的反应；另一个是在bmimpbmimpf6溶剂中，水合肼的反应还受到由极性溶剂bmimpbmimpf6中的共价键变化机理的影响。

总之，在bmimpbmimpf6介质中，水合肼的电化学行为受到溶剂的影响，且其反应速率要大大高于常规介质中，水合肼的反应机理也已经从传统的单纯的电子跃水合肼(Hydrazine)作为一种重要的有机化合物，它在大多数领域中都有着广泛的应用，其中包括工业、农业、航空航天等。

含阴离子表面活性剂(SDS)低温低浊水的絮凝特性研究的开题报告

含阴离子表面活性剂(SDS)低温低浊水的絮凝特性研究的开
题报告
一、选题背景
含阴离子表面活性剂（SDS）低温低浊水在实际应用过程中，由于其表面活性剂的存在，使得水体中存在着大量的悬浮颗粒和胶体颗粒，这些颗粒不仅影响了水体的透明度，还增加了后续处理过程的难度，因此研究含阴离子表面活性剂低温低浊水的絮凝特性，对于实现水体的清澈透明、减轻后续处理工作负担具有十分重要的意义。

二、研究内容
本文重点研究含阴离子表面活性剂低温低浊水的絮凝特性，探究不同处理方法对该水体的絮凝效果，进一步深入分析水中悬浮颗粒和胶体颗粒的成分及特性，以及其对絮凝效果的影响因素、机理等方面的问题，最终实现该水体的清澈透明。

三、研究目的
（1）分析含阴离子表面活性剂低温低浊水的物理化学特性，并探究其所含悬浮颗粒和胶体颗粒的特征；
（2）分析不同处理方法对含阴离子表面活性剂低温低浊水的絮凝效果，找到最优处理方案；
（3）探究悬浮颗粒和胶体颗粒成分及特性对絮凝效果的影响因素和机理，以及可能存在的限制因素。

四、研究方法
（1）采用一定的优化实验设计，对含阴离子表面活性剂低温低浊水进行处理实验，根据实验结果进行优化方案选择；
（2）采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、激光粒度仪、红外光谱仪等多种测试手段，对悬浮颗粒和胶体颗粒的成分及特性进行分析；
（3）利用电导法、紫外吸收法、涂片法等成熟的技术手段，对含阴离子表面活性剂低温低浊水的物理化学特性进行分析。

五、预期结果
通过本次研究，可以探究含阴离子表面活性剂低温低浊水的絮凝机理及其悬浮颗粒和胶体颗粒的成分及特性，最终得出最优的处理方案，有效地提高含阴离子表面活性剂低温低浊水的水质，使其清澈透明，减轻后续处理工作负担。