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离子液体是一种在室温或室温附近呈液态的新型有机盐。它们具有与传统有机溶剂相比更优越的优点,且大多数与有机溶剂有很好的相容性。由于它们具有独特的性质,例如:低蒸汽压,宽液体范围,热稳定性良好,高传导率,不挥发性,不燃烧,宽电化学窗口等,离子液体被认为是理想的绿色溶剂且近年来受到广泛的关注。
离子液体与有机溶剂的流变数据对于许多化工过程如合成和分离都很重要。
到目前为止有关离子液体以及离子液体与其它溶剂的流变数据很少。
离子液体有可能应用到核工业和辐射化学领域,从理论和实际意义上来讲,对离子液体本身的辐射效应研究非常重要。到目前为止,世界上只有少数几个课题组对离子液体的辐射效应进行了研究,但还没有有关离子液体受到电离辐照后的流变数据报道,本文主要研究离子液体辐照前后的流变性能变化。
本文通过使用ARES 流变仪详细研究了离子液体与乙醇混合体系的流变性能,充分阐述了剪切速率、温度和浓度对粘度的作用。实验表明乙醇的加入使离子液体的粘度大幅度下降,且混合溶液的粘度随温度的升高而下降。利用指数方程较好地描述了乙醇浓度对粘度的影响,同时用Arrhenius 方程和幂律方程分别描述了温度和剪切速率的影响。
本文详细介绍了离子液体[Bmim][PF6]的合成,并利用红外光谱对合成产物进行了表征。对[Bmim][PF6]与N, N-二甲基甲酰胺( DMF)不同体积配比的混合溶液的流变性能也进行了研究,得出了类似的结论。
本文首次对伽玛辐照的离子液体的流变性能进行了研究。使用离子液体如1-丁基-3-甲基六氟化磷([bmim][PF6]), 1-丁基-3-甲基-四氟化硼([bmim][BF4]),以及两种类似的季铵盐离子液体[Me3NC2H4OH]+[Zn2Cl5]- 和[Me3NC2H4OH]+[Zn3Cl7]-。详细讨论了剪切速率、温度以及辐照剂量对离子液体的粘度的影响。实验应力与应变曲线表明,辐照和未辐照的离子液体都表现出牛顿流体行为。离子液体的粘度值随温度的升高而下降,且满足Arrhenius方程。在所研究的辐照剂量范围内,伽玛辐照使离子液体[bmim][PF6] 和[Me3NC2H4OH]+[Zn3Cl7]- 的粘度下降10% 左右,但除了辐照20kGy 的[Me3NC2H4OH]+[Zn2Cl5]-离子液体外, [bmim][BF4]和[Me3NC2H4OH]+[Zn2Cl5]-的粘度在实验误差范围内近似认为没有变化。这表明离子液体具有较好的抗辐射能力。