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离子液体是一种在室温或接近室温下,由阴阳离子组成具有很宽液态范围的盐。研究离子液体的表面性质、溶解度参数、相互作用参数和活度系数等物理化学性质对深入了解和揭示离子液体在不同应用中的规律具有重要意义。近年来,由于离子液体的特殊性质及广泛应用,越来越多的学者关注离子液体的相关研究。本研究采用反相气相色谱(IGC)技术对系列离子液体的物理化学性质进行研究,主要包含以下几方面内容:(1)通过测定在343.15-373.15K温度时非极性探针在1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([EMIM]PF6),1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6),1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM]PF6),1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIM]PF6),氯化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM]Cl),1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([HMIM]TFO)和1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF4)等七种离子液体中的保留时间,进而计算各离子液体的表面自由能。实验结果表明,在所研究的温度范围内,各离子液体表面色散自由能随温度的升高而降低,其顺序为[EMIM]PF6>[BMIM]PF6>[HMIM]Cl>[HMIM]PF6>[HMIM]TFO>[HMIM]BF4>[OMIM]PF6。通过测定离子液体的吸附焓和吸附自由能,得出系列离子液体的酸碱常数。进而通过分析Kb/Ka,发现阴离子相同时,其碱性随着咪唑环侧链碳数增加而逐渐变小;阳离子相同时,氯代咪唑离子液体表现出较强的碱性。(2)通过反相气相色谱技术测定了在343.15-373.15K温度范围内正构烷烃、卤代烃、苯系物、醇类、酮、酯、醚、四氢呋喃、环己烷等有机溶剂,在[EMIM]PF6,[BMIM]PF6,[HMIM]TFO,[HMIM]PF6,[OMIM]PF6,[HMIM]Cl和[HMIM]BF4等离子液体中的摩尔吸附焓、无限稀释混合焓、蒸发焓、质量部分活度系数、Flory-Huggin相互作用参数以及离子液体溶解度参数等性质。结合质量部分活度系数和Flory-Huggin相互作用参数等实验结果表明,对于所研究系列离子液体,正构烷烃、苯、四氢呋喃、乙醚和环己烷均为不良溶剂;二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、丙酮、乙醇和甲醇均为其良溶剂。各离子液体溶解度参数在研究温度范围内随温度升高而降低;对阴离子相同的离子液体,溶解度参数随咪唑环侧链碳数的增多而降低;而阳离子相同的情况下,[HMIM]Cl>[HMIM]PF6>[HMIM]TFO>[HMIM]BF4。(3)通过对343.15-373.15K温度范围内正构烷烃、卤代烃、苯系物、醇类、酯类、酮、醚、环己烷和四氢呋喃等18种有机溶剂在[HMIM]Cl,[EMIM]PF6,[BMIM]PF6,[HMIM]TFO,[HMIM]PF6,[OMIM]PF6和[HMIM]BF4七种离子液体中无限稀释活度系数的测定,进一步验证了所选溶剂对离子液体的溶解情况。结果表明,正构烷烃、苯、四氢呋喃、乙醚、环己烷均有较大的γ∞12值;氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲苯、m-二甲苯、乙醇和甲醇的γ∞12值则相对较小。