含硫酸根表面活性离子液体的界面性能计算模拟文献综述

 2021-11-04 20:49:06

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文献综述

1 选题背景及意义

1.1 选题背景

绿色化学已经成为当今化学研究的热点和前沿,并且是21世纪化学发展的重要方向之一。 在离子液体功能化的过程中,人们发现具有较长疏水基的离子液体具有表面活性,从而将离子液体的特色和表面活性剂的性质有机结合。表面活性离子液体(缩写为SAILs),兼具有离子液体与表面活性剂的双重性质,具有离子液体的结构可设计性及表面活性剂的形成分子有序聚集体的能力。离子液体的优点之一是其物理化学性质可以随着对阴、阳离子及取代基的调变而进行变化,将一些功能团引入到离子液体的阳离子或阴离子上,即可得到具有某些特殊功能或特性的离子液体[1]。当离子液体上引入足够疏水性的功能团时,便成了两亲分子,具有了表面活性剂的显著特征,被称为SAILs。与传统的表面活性剂一样,表面活性离子液体在水溶液中会自发地发生聚集形成各种类型热力学稳定的聚集体。

1.2 选题意义

离子液体具有液态温度范围宽,蒸汽压几乎为零,几乎不挥发,对很多无机和有机物质都具有良好的溶解能力,且具有溶剂和催化剂的双重功效,可设计性强等优点这些优异的特性是离子液体特有的、传统的有机溶剂无法比拟的。此外,它们作为对环境有害的挥发性有机溶剂的替代品已经引起了学术界和工业界的极大兴趣。

与传统溶剂相比,离子液体的普及有两大优势。首先,它们的主要优点是其独特的化学和物理特性,包括低熔点、可忽略的蒸汽压、不易挥发和易燃以及高热稳定性,并且它们可以经常回收利用。这意味着它们提供了一种环境友好的替代品,取代了工业过程中通常用作溶剂的挥发性有机化合物。其次,根据我们的需要,可以对离子液体的阴阳离子成分进行微调,以调整其理化性质,可以设计和合成ILs。了解离子液体的表面界面性质包括界面张力对于进一步深入研究和揭示离子液体在各个领域相互作用的内在本质,对认识界面结构、界面分子的相互作用是非常必要的,对各种与离子液体有关的工业过程的开发、设计和模拟以及工业生产都具有重要意义。此外,离子液体的高极性、疏水性及溶解性等均可以通过选用不同的阴阳离子和侧链取代基而改变,故又称之为设计溶剂,已应用于生物催化、分离科学及电化学等诸多领域。

2 国内外研究现状(含文献综述)

国内研究现状:2006年,张海波等人以不同碳链长度的卤代烃与N-甲基-2-吡咯烷酮通过季铵化反应合成了一系列表面活性离子液体,并研究此系列离子液体的性质,它有离子液体的特性,也具有优良的表面活性及较好的生物相容性。2008年,易封萍[2]等以1-甲基咪唑为原料,制备了一系列常规的具有表面活性的离子液体,并研究了这些离子液体的一些物理性能,并检测了它们与一般溶剂的互溶性,测定了其表面张力和发泡性。2009年,杨许召等着重研究了合成的一系列具有表面活性的物质的表面吸附、临界胶束浓度、表面张力等表面性能,介绍了离子液体型表面活性剂在微乳液聚合和酶催化反应中的应用,并对其发展方向进行了展望。

国外研究现状:2003年,JohnD.Holbrey等人以烷基咪唑为原料合成了1-羟丙基-3-烷基咪唑表面活性离子液体,并研究了其最佳工艺条件。2004年,BangSookLee等人合成了对称表面活性离子液体,并研究了其性能。Bindong等人合成了长链烷基咪唑型离子液体,并对其表面活性进行了研究测出其cmc及其胶束聚集数。

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