Влияние структуры парамагнитных ионных жидкостей на их физико-химические свойства

• Автор: Журавлев, Олег Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общие характеристики ионных жидкостей

1.2. Получение и строение ионных жидкостей

1.3. Физикохимические свойства ионных жидкостей

1.4. Применение ионных жидкостей

1.5. Теоретические исследования структуры ионных жидкое гей

1.6. Промышленное производство ионных жидкостей

1.7. Новый класс ионных жидкостей

парамагнитные ионные жидкости

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные вещества
2.2. Оборудование и приборы
2.3. Синтез третичных аминов и четвертичных солей
2.4. Синтез тетрахлорферратов четвертичного пиридиния, имидазолия и аммония
2.5. Измерение электропроводности парамагнитных ИЖ
2.6. Измерение магнитной восприимчивости
парамагнитных ИЖ
2.7. Изучение левитации
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И СТРУКТУРА ТЕТРАХЛОРФЕРРАТОВ И ХЛОРИДОВ АММОНИЯ, ИМИДАЗОЛИЯ И ПИРИДИНИЯ
3.1. Синтез третичных аминов, хлоридов и тетрахлорферратов
четвертичного аммония, пиридиния и имидазолия
3.2. Структура тетрахлорферратов четвертичного аммония, пиридиния и имидазолия
3.3. Изучение струкгуры парамагнитных ИЖ методом рентгеноструктурного анализа
ГЛАВА 4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕТРАХЛОРФЕРРАТОВ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ИМИДАЗОЛИЯ, ПИРИДИНИЯ И АММОНИЯ I
4.1. Плотность и электропроводность парамагнитных ионных жидкостей
4.2. Магнитная восприимчивость парамагнитных ИЖ 1
4.3. Термическая стабильность тетрахлорферратов четвертичного имидазолия, пиридиния и аммония
4.4. Левитация в парамагнитной ионной жидкости
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Немаловажным является и тот факт, что имеются безграничные возможности в направленном синтезе ионных жидкостей с заданными свойствами. Количество ионных жидкостей практически безгранично и лимитируется лишь доступностью подходящих органических молекул катионные частицы и неорганических анионов. По различным оценкам количество возможных комбинаций катионов и анионов в таких ионных
жидкостях может достигать . На съезде Американского Химического общества в г. В конце х начале х годов появилось несколько обзоров, посвященных ионным жидкостям , а затем книга . Движуще силой изучения ионных жидкостей явилась возможность создания новых процессов зеленой химии, позволяющих снизить загрязнение окружающей среды. Журнал Королевского химического общества i публикует самые последние достижения в области синтеза и исследования свойств ионных жидкостей, где отмечается, что использование их в качестве альтернативных растворителей удовлетворяет всем требованиям зеленой химии, которые к ним предъявляются. Одним из больших преимуществ ионных жидкостей
в качестве растворителей это их большое количество по сравнению с молекулярными растворителями 0, используемыми сегодня. Однако, несмотря на все достоинства, ионные жидкости это новый и далеко не изученный класс соединений, и говорить о тех или иных его преимуществах необходимо с осторожностью. Возможно, их преимущества как растворителей могут быть преувеличены. Практически почти для всех ионных жидкостей отсутствуют полные токсикологические данные, хотя исследования проводятся. В любом случае, к применению ионных жидкостей следует относиться с известной долей осторожности. Методы получения ионных жидкостей достаточно просты и могут быть легко осуществлены. ЯЖНаГ МеНа1 Я. Реакции ионного обмена на ионообменных смолах или глинах. В, и галогенпроизводным с необходимым катионом, а так же с помощью реакции кватернизации Малкилгалогенмроизводного с галогенидами металла. Интерес представляет метод синтеза непосредственно в реакторе перед началом химического процесса в котором ИЖ выступает в качестве катализатора. Особый интерес представляют методики синтеза, в которых не используются галогенсодержащие соединения, в частности, хлориды, так как очистка ионных жидкостей от примесей хлора, резко ухудшающих их свойства в электрохимических процессах, представляет собой важнейшую и сложную задачу. Альтернативным было получение ионных жидкостей с метил и этилсульфатными анионами . Серьезной проблемой при синтезе ионных жидкостей, особенно в отсутствии растворителя, является выделение значительного количества тепла, например, в экзотермической реакции взаимодействия гапогенидов алкиламмония и галогеиидов металла. С целью смягчения условий процесса приготовления ионных жидкостей и устранения возможности образования примесей в ряде работ синтез проводили в условиях обработки ультразвуком либо в микроволновых печах . На сегодняшний день синтезировано большое количество самых разнообразных ионных жидкостей. В структуре ионных жидкостей входят самые разнообразные катионы и анионы. Перечень анионов гораздо обширнее и включает в себя как органические так и неорганические анионы. СЫзС6Н4з,СЕз22Г и др. Анионы, входящие в состав ионных жидкостей в зависимости от основныхкислотных свойств по Лыоису можно разделить на 4 основных класса нейтральные РГ, СРз22Кг, ВЕГ, кислые РеС1, А1СЦ, основные СН3СОО, 3 и амфотерные IВРО, . Некоторые из распространенных катионов и анионов представлены на рис. Ионные жидкости с нейтральными анионами в структуре обладают хорошей термической и электрохимической стабильностью широким интервалом электрохимического окна и их чаще всего применяют в качестве инертных растворителей в различных системах. Ионной жидкости содержащие анионы основного типа в состав которого входят карбоксильная или дицианамидная группы как правило, обладают низкой по сравнению с другими ионными жидкости с одним и тем же катионом вязкостью. Кислотные Основные А1С,з но
н3с V
о

о . Рис. Некоторые наиболее распространенные катионы и анионы ионных жидкостей. Соединения этого класса характеризуются относительной дешевизной.