丁 　 珊，　魏 立 綱，　王 艷 濤，　王 琳 琳

( 大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連　116034 )

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有機溶質(zhì)在雙烷烴咪唑醋酸鹽離子液體中無限稀釋活度系數(shù)的測定

丁 珊，魏 立 綱，王 艷 濤，王 琳 琳

( 大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連116034 )

摘要:用反氣相色譜法測定了11種探針溶質(zhì)323.15～353.15 K內(nèi)在雙烷烴咪唑醋酸鹽離子液體([R1R2IM]OAc)中的無限稀釋活度系數(shù)。實驗結(jié)果顯示，無限稀釋活度系數(shù)表現(xiàn)出明顯的非理想性，這主要是由于溶質(zhì)與溶劑之間的相互作用存在強弱差異。溫度對無限稀釋活度系數(shù)有明顯影響，溫度升高，無限稀釋活度系數(shù)增大。在一定溫度范圍內(nèi)，探針溶質(zhì)的無限稀釋活度系數(shù)對數(shù)隨溫度變化的線性擬合結(jié)果較好，可以對無限稀釋活度系數(shù)對數(shù)進行適度的內(nèi)插和外推。離子液體中的陽離子烷基鏈長度影響無限稀釋活度系數(shù)。

關(guān)鍵詞:反相氣相色譜法；離子液體；無限稀釋活度系數(shù)

0引言

作為一種新型環(huán)境友好溶劑，離子液體具有優(yōu)良的溶解性、高熱力學(xué)及化學(xué)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)可設(shè)計等優(yōu)點。離子液體的應(yīng)用研究受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。研究離子液體物理化學(xué)性質(zhì)、建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，對其在化工過程中應(yīng)用有指導(dǎo)作用。

圖1雙烷烴咪唑醋酸鹽離子液體[R1R2IM]OAc的結(jié)構(gòu)

Fig.1StructuresofdialkylimidazoliumacetateILs[R1R2IM]OAc

1實驗

1.1材料與儀器

材料：采用離子液體為雙烷烴咪唑醋酸鹽 ([R1R2IM]OAc)，純度>98%，中科院蘭州化物所。有機化合物：正戊烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、2-丁酮、2-戊酮、甲苯、1,2-二氯乙烷、甲醇、乙醇、三氯甲烷、吡啶、丙酮，均為色譜純，阿拉丁試劑(上海)有限公司。

儀器：TECHCOMP7890 Ⅱ型氣相色譜儀，TCD檢測器；色譜柱(1 000mm×2mm)，大連中匯達科技有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1固定相的涂布

將ILs用丙酮溶解，向溶液中加入80～100目擔(dān)體，混合均勻。常溫下待溶劑揮發(fā)后，用抽吸法裝入不銹鋼U形色譜柱管353.15K老化6h。

1.2.2保留時間的測定

氫氣為載氣，用皂膜流量計校準氣體流量，體積流量為20mL/min。汽化室和檢測器的溫度均為523.15K，柱箱溫度：323.15、333.15、343.15、353.15K。用正戊烷標定死時間，將各探針分子在同樣的條件下重復(fù)測量3次，進樣量為0.1μL。

2結(jié)果與討論

2.1理論基礎(chǔ)

采用Everett[5]和Cruickshank等[6]提出的無限稀釋活度系數(shù)公式計算：

(1)

凈保留體積VN遵循標準色譜方程[7]：

(2)

式中，t′R為探針分子的凈保留時間，Tcol和Tr分別為柱溫和室溫，U0為載氣體積流量，pw和po分別為水在室溫時的飽和蒸汽壓和色譜柱出口壓力。式(1)、式(2)中的壓力梯度校正因子J可表達為

(3)

式中，pi和po分別為色譜柱的進口壓力和出口壓力。

溶質(zhì)的第二維里系數(shù)B11和溶質(zhì)與載氣的混合維里系數(shù)B12采用McGlashan和Potter公式[8]計算：

(4)

式中，TC和VC分別為探針分子的臨界溫度和臨界體積，n為溶劑分子中碳原子的數(shù)目。

2.2溶質(zhì)在ILs中的無限稀釋活度系數(shù)

表1　不同溫度下11種溶質(zhì)在[EMIM]OAc中的無限稀釋活度系數(shù)

(5)

圖2　11種溶質(zhì)的隨103T-1的變化

2.2.2溶質(zhì)種類對的影響

表2　無限稀釋活度系數(shù)的線性回歸相關(guān)參數(shù)

表3　溫度323.15 K下溶質(zhì)在離子液體[R1R2IM]OAc中的無限稀釋活度系數(shù)

3結(jié)論

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Measurement of infinite dilution activity coefficients for organic solutes in dialkylimidazolium acetate ionic liquids

DINGShan,WEILigang,WANGYantao,WANGLinlin

( School of Light Industry and Chemical Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China )

Abstract:Inverse gas chromatography (IGC) was used to measure the infinite diluted activity coefficients of eleven solutes dialkylimidazolium acetate ILs ([R1R2IM]OAc) at 323.15 to 353.15 K. A non-ideal behavior of the infinite diluted activity coefficients was observed, which mainly came from the interaction between solute and solvent. Temperature had an obvious influence on the infinite diluted activity coefficients, and the value was increased with the increasing temperature. Linear fitting results for the infinite diluted activity coefficients of logarithmic were obtained at the temperature ranging from 323.15 to 353.15 K, which indicated that a moderate amount of interpolation and extrapolation for the infinite diluted activity coefficients of logarithmic could achieve. The alkyl chain length of cation for ILs affected the infinite diluted activity coefficients.

Key words:inverse gas chromatography (IGC); ionic liquids; infinite dilution activity coefficient

作者簡介:丁 珊(1989-)，女，碩士研究生；通信作者：魏立綱(1972-)，男，副教授.

基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(21106011，21276034)；遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項目(L2012195).

收稿日期:2014-09-29.

中圖分類號:O642.1

文獻標志碼:A

文章編號:1674-1404(2016)01-0029-04