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离子液体溶液热力学性质研究及电化学CO传感器制备初探认领

被引量： 1

作者：

张柳

学位授予单位：

北京石油化工学院

摘要：

与传统溶剂相比,离子液体（ILs）作为绿色溶剂在化工分离方面显示出一定优势,研究离子液体溶液热力学性质,可为离子液体在化工分离过程的应用提供理论依据,为热力学预测模型的构建提供基础数据。另外,电化学气体传感器在气体浓度检测中应用前景广阔。离子液体电化学性能优良,作为新型电解质在电化学气体传感器中的应用也受到关注。本论文合成离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐（[EMIM][DMP]）和1-丁基-2,3-二甲基咪唑硫氰酸盐（[BMMIM][SCN]）,并以这两种离子液体为固定相制备气相色谱填充柱,采用气相色谱法测定一系列有机化合物在[EMIM][DMP]（T=323.15～363.15 K）、[BMMIM][SCN]（T=313.15～353.15 K）中无限稀释活度系数(∞4))及相应温度下的气液分配系数（L）。关联∞4)和T,得到T=298.15 K下偏摩尔过量焓(?4)E,∞)、熵(01))?4)E,∞)、吉布斯自由能(?4)E,∞)等无限稀释热力学性质参数。根据LFER线性自由能模型,多元线性回归L的实验值,建立[EMIM][DMP]和[BMMIM][SCN]的线性自由能方程,预测L值。遵循Hildebrand-Scatchard正规溶液理论和Flory方程,估算[EMIM][DMP]和[BMMIM][SCN]的溶解度参数。通过有机化合物的γ∞4)值计算了T=323.15 K下离子液体[EMIM][DMP]和[BMMIM][SCN]对多个难分离体系的无限稀释选择性(∞45)))。结果表明,两种离子液体对烷烃类/芳香烃、烯烃/醇类以及芳烃/醇类体系都有较好的分离效果。将T=323.15 K正己烷（i）/苯（j）和环己烷（i）/苯（j）体系的∞45))以及苯的容量因子（6）∞5)),与文献中含相同[EMIM]+阳离子或[SCN]-阴离子的离子液体数据进行比较,得出结论阴离子一致,阳离子改变其∞45)),阳离子烃取代基碳骨架越短,∞45))越好。本文还对离子液体作为电解质在电化学CO气体传感器中的应用进行了初探。自行设计了二电极、三电极通用传感器壳体模型,采用信号放大电路检测传感器性能。采用丝网印刷法制备膜电极,考察了浆液中催化剂、连结剂、分散剂和表面活性剂等印刷助剂对传感器的性能的影响。同时还研究了电极承印材料、填充物材料、膜电极烧结程序、水洗工艺、电解液添加量和老化时间等因素的影响。选用1-丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐离子液体作为电解液,与传统硫酸溶液电解液作对比,初步探索了以离子液体作电解液在电化学CO气体传感器中的应用。

摘要译文

关键词：

热力学性质; 无限稀释选择性; 离子液体; 电解质; 电化学CO气体传感器

学位年度：

2022

学位类型：

硕士

学科专业：

化学工程（专业学位）

导师：

周清

中图分类号：

O657.1[电化学分析法⑨];O645.1[液态溶液];TP212[发送器（变换器）、传感器⑨]

学科分类号：

070302[分析化学];081704[应用化学];081706[分子化工];070304[物理化学];070307[理论与计算化学];080402[测试计量技术及仪器];080403[科学仪器技术与工程];081101[控制理论与控制工程];081102[检测技术与自动化装置]

D O I：

10.27849/d.cnki.gshyj.2022.000042