（分析化学专业论文）功能化室温离子液体的制备及其在湿度和氧气传感器中的应用.pdf

功能化室温离子液体的制备 及其在湿度和氧气传感器中的应用 摘要 由于离子液体的阴阳离子具有可调控性，可以在离子液体的阴阳离子上连接 各种不同的官能团，得到具有独特性能和反应活性的功能化离子液体。以羟基有 机胺( n , n - - - 甲基乙醇胺，三乙醇胺) 为原料与1 ，3 磺酸内酯反应合成了一系列 含有羟基和磺酸基双官能团的内盐，并将所得到的内盐分别与三种强酸( 对甲苯 磺酸，三氟磺酸，甲磺酸) 反应，成功地合成了双功能化室温离子液体，并通过 红外光谱、核磁氢谱测定，证实了内盐和双功能化离子液体的结构。优点是合成 方法简单，产率高。使用热重分析仪测定了双功能化室温离子液体热稳定性，热 稳定性在5 6 3 k 和5 7 3 k 之间。该内盐和离子液体中的活性羟基的存在，为进一 步引入其他功能基团或制备离子液体聚合物提供了切实有效的基础。 将四氰基对醌二甲烷( t c n o ) 作为电化学探针溶解在疏水性离子液体1 丁基 3 甲基咪唑六氟磷酸盐( b m i p f 6 ) 中，将含有t c n o 的离子液体b m i p f a 溶液固 定在多孔聚乙烯薄膜中，覆盖在自制的传感器的三电极表面。将水饱和气体和干 燥气体通入气体混合配比器得到不同相对湿度的气氛，采用微分脉冲伏安法，循 环伏安法，方波伏安法测定t c n q 在不同相对湿度下的氧化还原电流和充电电 流，研制一种新型的湿度传感器。实验结果表明，氧气对t c n q 的第一步的电 化学还原氧化行为没有影响；在水饱和氮气气氛下，t c n q 在离子液体b m i p f 6 中的扩散系数比在干燥氮气气氛下增加了约2 9 倍。该湿度传感器的响应峰电流 在相对湿度为o 1 0 0 之闯成线性响应；方波伏安法测定得到的充电电流与相 对湿度在o 一1 0 0 之间也成线性关系，同样可以用来测定气氛中相对湿度的大 小。采用方波伏安法，传感器的灵敏度最高；稳定性好；响应时间较短，水饱和 n 2 下的响应时间为2 1 2 8 s ，干燥n 2 下的响应时间为4 2 4 9 s 。这种以t c n q 为电 化学探针和以离子液体为电解质的新型的电化学安培型湿度传感器有望应用于 大气湿度检测。 在b m i p f 6 离子液体中加入酸性离子液体磺酸丙基三乙基铵甲基磺酸盐，配 成酸性的离子液体溶液。将得到的酸性的离子液体溶液固定在大孔薄膜中，覆盖 在自制的传感器三电极的表面，研制氧气传感器。氧气还原产生的超氧离子自由 基与质子反应生成过氧化氢，避免了超氧离子的强氧化性作用。但由于酸性的离 子液体溶液的粘度较大，降低了氧气在离子液体中的扩散系数，导致氧气的还原 电流降低，同时增加了传感器的响应时间，约为5 0 s 。改变气流中的湿度大小会 对氧气在离子液体溶液中的扩散系数产生影响，导致氧气的还原电流随着湿度的 变化而变化。通过使用多步电位阶跃实验，气体混合配比器控制混合气体中氧气 的浓度，各种不同的饱和盐水控制气体的湿度，测定在不同湿度和不同氧气浓度 下的氧气稳态还原电流。将研制的湿度传感器与此氧气传感器同时使用，通过湿 度传感器校正气氛的湿度大小，氧气传感器就可以在不同的湿度气氛下测定气氛 中氧气的浓度。 关键词：双功能化室温离子液体；安培型湿度传感器；电化学探针；充电电流； 氧气传感器；电势阶跃计时电流法 t h e s y n t h e s i so f f u n c t i o n a l i z e dr o o mt e m p e r a t u r ei o n i cl i q u i d s a n dt h ea p p l i c a t i o ni nh u m i d i t ys e n s o ra n do x y g e ns e n s o r f u n c t i o n a li o n i c l i q u i d s w i t h s p e c i a lp h y s i c o c h e m i c a lp r o p e r t i e sc o u l db e p r e p a r e db yi n t r o d u c i n gf u n c t i o n a lg r o u p st oa n i o no rc a t i o no fi o n i cl i q u i d s s t a r t i n g f r o mt h eh y d r o x y l a m i n e ( d i m e t h y la m i n oe t h a n o l ，t r i e t h a n o l a m i n e ) a n d1 ，3 一p r o p a n e s u l t o n e ，as e r i e so fh y d r o x y la n ds u l f o n y d u a l f u n c t i o n a l i z e dz w i t t e d o n i cs a l t sw e r e s y n t h e s i z e d t h e nd u a l f u n c t i o n a l i z e di o n i cl i q u i d sc o n t a i n i n gb o t hh y d r o x y la n d s u l f o n y lf u n c t i o n a lg r o u p sw e r ep r o d u c e ds u c c e s s f u l l yb yz w i t t e r i o n i es a l t sa n dt h r e e k i n d so f s t r o n g a c i d so - t o l u e n es u l f o n i ca c i d , t r i f l u o r o m e t h a n e s u l f o n i ca c i d , m e t h a n e s u l f o n i c a c i d ) r e s p e c t i v e l y t h e s t r u c t u r eo fz w i t t e r i o n i cs a l t sa n d d u a l f u n c t i o n a li o n i cl i q u i d sw e r ec o n f i r m e db yt h e1 hn m ra n di r t h ea d v a n t a g e o ft h i ss y n t h e t i cm e t h o di ss i m p l ea n dw i t hh i g hy i e l d t h et h e r m a ld e c o m p o s i t i o n t e m p e r a t u r e so fa l lt h ed u a l - f u n e t i o n a l i z e di o n i cl i q u i d sw h i c hw e r ed e t e c t e db y t h e r m o g r a v i m e t r ya n a l y z e rw e r eb e t w e e n5 6 3 ka n d5 7 3 k a sh y d r o x y la n ds u l f o n y l d u a l f u n c t i o n a l i z e dz w i t t e r i o n i cs a l t sa n di o n i cl i q u i d s ，t h e ym a yb eu s e df o r s y n t h e s i z i n g o t h e rf u n c t i o n a l i z e di o n i c l i q u i d s o ri o n i c l i q u i d - p o l y m e r ( p o l y e l e c t r o l y t 曲 an o v e l a m p e m m e t r i c h u m i d i t y s e n s o r w i t h h y d r o p h o b i c 1 - b u t y l 一3 - m e t h y l i m i d a z o l i u mh e x a f l u o r o p h o s p h a t e ( b m i p f 6 ) i o n i cl i q u i d sa st h e s e n s i n gm a t e r i a l ，0 ，8 - t e t r a c y a n o q u i n o d i m e t h a n e ( t c n q ) a se l e c t r o c h e m i c a lp r o b e w a sd e m o n s t r a t e d t op r e p a r et h es e n s o r , t h eb m i p f 6s o l u t i o nc o n t a i n i n gt c n qw a s i n c o r p o r a t e di n t ot h ep o r o u sp o l y e t h y l e n em e m b r a n e ，a n dt h e nc l o s e l ym o u n t e do n t h es u r f a c eo fs e n s o rw i t ht h r e ee l e c t r o d e s t h eh u m i d i t ys e n s o rw a so p e r a t e dw i t h d i f f e r e n t i a lp u l s ev o l t a m m e t r y , c y c f i cv o l t a m m e t r ya n ds q u a r ew a v ev o l t a m m e t r y , a n d t h eo x i d a t i o na n d 坞d u c t i o np e a l 【c o r r e n t s ，a sw e l l 丛t h ec h a r g i n gc o i t e n t so ft h e v o l t a m m o g r a m su n d e rd i f f e r e n ta t m o s p h e r ew e r ee v a l u a t e d r e s u l t ss h o w e dt h a tt h e f i r s ts t e pr e d o xb e h a v i o ro ft c n qw e r es t a b l eu n d e ro x y g e na t m o s p h e r e 。t h e d i f f u s i o nc o e f f i c i e n to ft c n qi ni o n i cl i q u i d ( b m i p f 6 ) u n d e rd r yn i t r o g e n a t m o s p h e r ei n c r e a s e d2 9t i m e st h a nt h a tu n d e r w a t e rs a t u r a t i o nn i t r o g e na t m o s p h e r e t h ep e a 】【c u r r e n tr e s p o n s eo fs e n s o rt or e l a t i v eh u m i d i t yo v e r0 t o1 0 0 i sl i n e a r t h ec h a r g ec u r r e n tw h i c hw a sd e t e r m i n a t e db ys q u a r ew a v ev o l t a m m e t r yt or e l a t i v e h u m i d i t yo v e ro t o1 0 0 i sa l s ol i n e a r b o t hc u r r e n t sc o u l db eu s e dt od e t e c t r e l a t i v eh u m i d i t yi na t m o s p h e r e t h eh u m i d i t ys e n s o rw i t hah i # s e n s i t i v i t ya n da l l e x c e l l e n tr e p r o d u c i b i l i t ya n ds h o r tr e s p o n s et i m ew h i c hw a sa b o u t2 1 2 8 su n d e rw a t e r s a t u r a t i o nn i t r o g e na n d4 2 - 4 9 su n d e rd r yn i t r o g e nu s i n gs q u a r ew a v ev o l t a m m e t r y , w h i c hm a k et h i sn o v e la m p e r o m e t r i ce l e c t r o c h e m i c a lh u m i d i t ys e n s o ru s e di n p r a c t i c a la p p l i c a t i o n m i x t u r eo fb m i p f 6i o n i cl i q u i da n da e d i ci o n i cl i q u i d ( t r i e t h y l ( p r o p y l 一3 - s u l f o n y l ) a m m o n i u mm e t h a n e s u l f o n a t e ) w a sp r e p a r e d m e m b r a n ea b s o r b i n gt h em i x t u r ew a s c o v e r e do nt h es u r f a c eo fs e n s o rw i t ht h r e ee l e c t r o d e s an e wk i n do fo x y g e ns e n s o r w a sd e v e l o p e d o x y g e nw a sr e d u c e dt oh y d r o g e np e r o x i d ew h i c hw a sp r o d u c e db y s u p e r o x i d ei o na n dp r o t o n ，a v o i d i n g t h ea f f e c t i o no ft h e s t r o n go x i d a n t , t h e s u p e r o x i d ei o n , t ot h e n s o r d u et ot h eh i g hv i s c o s i t yo ft h em i x t u r e ，t h ed i f f u s i o n c o e f f i c i e n to fo x y g e ni ni tb e c a m es m a l l e rt h a nt h a ti np u r eb m i p f 6i o n i cl i q u i da n d t h er e d u c t i o nc u r r e n to fo x y g e nd e c r e a s e da n dt h er e s p o n s et i m ew a sa b o u t5 0 s i n c r e a s e d p o t e n t i a ls t e pc h r o n o a m p e m m e t r yw a su s e dt oc h a r a c t e r i z et h es t e a d y r e d u c t i o nc u r r e n to fo x y g e nu n d e rd i f f e r e n th u m i d i t ya n dd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o no f o x y g e n t h ec o n c e n t r a t i o no fo x y g e nw a sr e g u l a t e db yg a sm i x e ra n dh u m i d i t yo fg a s m i x t u r ew a sc o m m a n d e db yw a t e rs a t u r a t e ds a l ts o l u t i o n t h u s ，w i t ht h eh u m i d i t y s e n s o ra n dt h eo x y g e ns e n s o rd e v e l o p e da b o v e , t h es e n s o rs y s t e mc o u l db eu s e df o r d e t e r m i n i n gb o t ht h er e l a t i v eh u m i d i t ya n do x y g e n c o n c e n t r a t i o ni na t m o s p h e r e k e yw o r d s ：d u a l f u n c t i o n a l i z e dr o o mt e m p e r a t u r e i o n i cl i q u i d s ；a m p e r o m e t r i e h u m i d i t ys e n s o r ；e l e c t r o c h e m i c a lp r o b e ；c h a r g ec u r r e n t ；o x y g e ns e n o r ； p o t e n t i a ls t e pc h r o n a m p e r o m e t r y 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除 了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究 成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表 示了谢意。 作者签名： 日期： 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此 规定。 作者签名： 导师签名乒多日期i 巧 上海师范大学硕士学位论文 1 1 室温离子液体的概况 第一章绪论 1 1 1 室温离子液体的发展概况及其独特的物理化学性质 窒温离子液体，又称离子液体或室温熔融盐，是指在室温或室温附近温度下 呈液态由离子所构成的物质，它是继水和超临界二氧化碳后又一类绿色溶剂体 系。关于室温离子液体的研究，最早可以追溯到1 9 1 4 年报道的第一个在室温下 呈液体的有机盐类硝酸乙基胺 e t m 3 n 0 3 ，直接将浓硝酸滴加到乙胺溶液中， 蒸馏除水，就可以得到液态的硝酸乙基胺盐，熔点只有1 2 c 1 1 1 。 根据阴离子的不同，离子液体可以简单的分为两类：氯铝酸类离子液体和非 氯铝酸类离子液体 2 1 。h u r l e y 等人于1 9 4 8 年报道了第一个氯铝酸盐离子液体 a 1 c 1 3 - e p y b r ( 溴化乙基吡啶) 。但是在这之后，有关离子液体的研究并不多见。 直到2 0 世纪7 0 年代，o s t e r y o n g 和w i k e s 等人重新合成了基于n 一烷基吡啶的氯 铝酸离子液体，并进一步研究了a i c l 3 - e p y b r 在电化学领域中的应用。2 0 世纪 8 0 年代初，w i l k e s 等人发现1 ，3 - 二烷基咪唑氯铝酸盐比n 烷基吡啶盐具有更负 的电化学还原电位。氯铝酸类室温离子液体的优点是其路易士酸性的“可调性”， 可以简单地通过改变组成离子液体的两种盐的摩尔比来实现，因为负离子存在复 杂的化学平衡： a 1 2 c l a c i 。+ a 1 2 c 1 7 1 。 2 a i c l 4 = 兰【a 1 2 c 1 7 1 4 - c i 。 2 a 1 2 c 1 7 ；= 【a 1 3 c 1 1 0 j 。4 - a j c l 4 a 。为l e w i s 碱，而 a 1 2 c 1 7 。和 a 1 3 c l l o 。为l e w i s 酸，当础c b 的含量x ( 摩尔分数) = 0 5 时，只有c m 。存在，为中性离子液体；当a i c l 3 的摩尔分数x 0 5 时， 有过剩的 a 1 2 c i t 存在，为酸性离子液体；当趾c b 的摩尔分数x 9 8 ， 国药集团化学试剂有限公司) ，三乙醇胺( m ，l c 级，国药集团化学试剂有限公 司) ，三乙胺( 纯度9 9 ，国药集团化学试剂有限公司) ，甲磺酸( 化学纯，国 药集团化学试剂有限公司) ，1 ，3 磺酸内酯、1 ，4 一磺酸内酯( 纯度9 9 9 ，武汉中 德远东精细化工有限公司) ，三氟甲磺酸( 上海三实科技有限公司) ，对甲苯磺酸 ( 纯度9 9 5 ，上海清析化工科技有限公司) ，超纯水( 1 8 2 m o ，上海康雷分 析仪器有限公司) 。 真空干燥箱( 上海华连医疗器械有限公司) ，b r u k e r a v 4 0 0 m h z 核磁共振仪， 使用氘代水( d 2 0 ) 、氘代二甲基亚砜( d 6 - d m s o ) 和氘代氯仿( c d c l 3 ) 作为溶 剂，n i c o l e t a v a t a r3 7 0d t g s 红外光谱分析仪，日本岛津d t g 6 0 h 热重分析仪。 2 2 2 实验步骤 ( 一) 卜丁基一3 一甲基昧唑六氟磷酸盐( b m i p f 6 ) 离子液体的制备 将重蒸后的溴代正丁烷缓慢滴加到等摩尔经重蒸后的n 甲基咪唑，室温下 磁力搅拌，2 4 小时后，溶液分层，取下层溶液，每次用2 0 m l 的乙酸乙酯洗涤3 次，真空干燥得到溴化1 丁基3 甲基咪唑盐。 冰浴下，在塑料瓶中加入溴化1 丁基3 甲基咪唑盐，加入大量超纯水溶解， 磁力搅拌，缓慢加入六氟磷酸钾，1 2 小时后，溶液分层，取下层有机相，并用 超纯水洗涤1 0 1 5 次，直到水相溶液用硝酸银溶液检验，无白色沉淀产生，然后 再真空干燥备用。 ( 二) 双功能化室温离子液体的制备 磺酸丙基三乙基铵内盐的合成 在冰浴、磁力搅拌下，将1 ，3 - 磺酸内酯缓慢滴加到等摩尔三乙胺的甲苯混合 溶液中，3 小时后有白色固体析出，抽滤，固体用甲苯、乙醚洗涤3 次，5 0 ( 2 下 真空干燥。产品为白色固体；产率为5 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 m h z ，d e d m s o ) 6 ：3 3 2 1 6 上海师范大学硕士学位论文 ( t ，j = 3 8 ，2 h , c - 2 c h 2 c h 2 s 0 3 ) ，3 2 0 ( q ，j = 7 6 ，6 h ，c h 2 c h 3 ) ，2 4 7 砣4 8 ( t ，j = 6 4 ，2 h , c h 2 s 0 3 11 8 7 ( m ，j = 7 5 ，2 h ，c h 2 c h 2 1 0 3 ) ，1 1 6 化j = 6 8 ，9 h ， c h 2 c h 3 ) ；i r ( k b r ) ：2 9 9 0 ，2 9 5 8 ，1 4 8 7 , 1 4 5 9 ，1 3 9 8 ，1 2 4 8 ，1 1 8 8 ，1 0 4 2 ，7 8 7 ，7 3 3 ，6 0 6 ， 5 2 6g ：d i i 1 磺酸丙基三乙基铵对甲苯磺酸盐的合成 冰浴下，直接将磺酸丙基三乙基铵内盐与等摩尔的对甲苯磺酸混合、搅拌， 缓慢加热到7 0 ，直至全部固体液化，得到的液体真空干燥。产品为无色黏稠 液体；产率为1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 m h z ，d e d m s o ) 6 ：7 4 9 ( d ，j = 8 ，2 h ，p h - n ) ， 7 1 1 ( d ，j = 7 6 ，2 h ，p h - h ) ，3 3 4 ( t ，j = 3 8 ，2 h ，c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 h ) ，3 2 2 ( q ，j = 7 2 ， 6 h ，c h 2 c h 3 ) ，2 5 2 - 2 5 4 ( t ，j = 6 4 ，2 i - i , c h 2 s 0 3 两，2 2 9 ( s ，3 h ，c h 3 一p h ) ，1 9 0 ( m ，j = 7 4 ，2 h ，c h 2 c h 2 s 0 3 功，1 1 8 ( t ，j = 6 6 ，9 h ，c h 2 c h 3 ) ；i r ( k b r ) ：2 9 8 9 ，2 9 4 6 ，1 4 8 9 ， 1 4 5 7 ，1 3 9 7 ，1 2 2 0 ，1 1 5 5 ，1 1 2 2 ，1 0 3 4 ，1 0 0 8 ，8 1 8 ，6 8 3 ，5 6 7 啪 磺酸丙基三乙基铵三氟甲磺酸盐的合成 冰浴下，将三氟甲磺酸缓慢滴加到等摩尔的磺酸丙基三乙基铵内盐中，搅拌 1 2 小时后，加热到7 0 ，直至全部固体液化，得到的液体真空干燥。淡黄色黏 稠液体；产率为1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 i h z ，, 6 - d m s o ) 6 ：3 3 3 ( t ，j = 3 8 ，2 h ， 吼c h 2 c h 2 s 0 3 两，3 2 2 ( q j = 7 2 ，6 h , c h 2 c h 3 ) ，2 5 5 ( t ，j = 6 2 ，2 h ，c h 2 s 0 3 两， 1 9 1 ( m ，j = 7 5 ，2 h ，c h 2 c h 2 s 0 3 哪，1 1 8 ( t ，j = 6 8 ，9 h ，c h 2 c h 3 ) ：i r ( i c a r ) ：2 9 9 6 ， 1 4 8 9 ，1 3 9 8 ，1 2 2 7 , 1 1 6 3 ，1 0 2 7 ，7 3 1 ，5 9 8 ，6 4 0 ，5 1 6 铡旷1 磺酸丙基三乙基铵甲磺酸盐的合成 冰浴下，将甲磺酸缓慢滴加到等摩尔的磺酸丙基三乙基铵内盐中，搅拌1 2 小时后，加热到7 0 ，直至全部固体液化，得到的液体真空干燥。无色黏稠液 体；产率为1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 m h z , d 6 - d m s o ) 6 ：3 3 4 化j = 3 8 ，2 h , c i - 2 c h 2 c h 2 s 0 3 目，3 2 2 ( q ，j = 7 2 6 h , c h 2 c h 3 ) , 2 5 2 - 2 5 4 ( t ，j = 6 6 ，2 h , c h 2 s 0 3 两，2 4 5 ( s ，3 h ，c h 3 s 0 3 11 9 0 ( m ，j = 7 5 ，2 h ，c 如c h 2 s 0 3 h ) , 1 1 8 ( t ，j = 7 9 h ，c i - h c h 3 ) ：m ( k a 0 ：2 9 9 0 ，1 4 8 9 , 1 3 9 8 ，1 2 3 6 ，1 0 2 4 , 7 8 0 ，7 3 1 ，6 0 0 , 5 5 4 ，5 2 11 c 7 i n 1 磺酸丙基乙醇基二甲基铵内盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵内盐的合成。白色固体；产率为6 3 ：1 hn m r ( 4 0 0 i r i z ，如d m s o ) 6 ：5 2 5 ( s ，1 h ，c h 2 c h 2 0 h ) ，3 8 1 ( s ，2 h , c h 2 c 璺o 田，3 4 5 化 j = 3 8 ，2 h ，c h 2 c h 2 0 叼，3 3 8 ( s 2 h ，c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 13 0 5 ( s ，6 h ，c a 3 ) ，2 4 5 ( t ，j 1 7 上海师范大学硕士学位论文 = 7 2 h ，c h 2 s 0 3 ) ，1 9 8 ( m ，j = 7 7 ，2 h , c j - 2 c h 2 s 0 3 ) ；i r ( k b r ) ：2 9 7 0 ，1 4 8 2 ，1 1 9 6 ， 1 0 9 2 ，1 0 4 3 ，7 3 4 ，6 0 6 ，5 6 5 啪 磺酸丙基乙醇基二甲基铵对甲苯磺酸盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵对甲苯磺酸盐的合成。淡黄色黏稠液体；产率 为1 0 0 ；1 h n m r ( 4 0 0 1 v n l z , d 6 d m s o ) 6 ：7 4 9 j = 8 ，2 h ，p h - 聊，7 1 2 j = 7 6 ，2 h , p h - h ) ，5 3 9 ( s ，1 h , c i - 1 2 c h 2 0 - ) ，3 8 2 ( s ，2 h ，c h 2 c h 2 0 i - i ) ，3 4 7 ( t ，j = 3 6 ， 2 h , c h 2 c h 2 0 哪，3 3 8gj = 5 ，2 h ，c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 印，3 0 6 ( s ，6 h ，c h 3 ) ，2 4 6 - 2 4 8 nj = 6 8 ，2 h , c h 2 s 0 3 h ) ，2 2 9 ( s ，3 h ，c h 3 一p h ) ，2 0 0 ( m ，j = 7 6 ，2 h ， c h 2 c h 2 s 0 3 h ) | i r ( k b r ) ：2 9 6 8 ，1 4 8 3 ，1 1 9 1 ，1 1 2 3 ，1 0 3 8 ，1 0 0 9 ，8 9 9 ，8 2 0 , 7 3 0 ，6 8 2 ， 5 6 5 锄一 磺酸丙基乙醇基二甲基铵三氟甲磺酸盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵三氟甲磺酸盐的合成。黄色黏稠液体；产率为 1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 m h z ，d 6 - d m s o ) 6 ：4 。6 9 ( s 1 h ，c h 2 c h z o h ) ，3 8 3 ( s ，2 i - i , c h 2 c h z o i - i ) ，3 4 7 化j = 3 6 ，2 h ，c h 2 c h 2 0 h ) ，3 3 7nj = 5 2 ，2 h , c h 2 c h 2 c h 2 s o a 田，3 0 6 ( s ，6 h , c h 3 ) ，2 4 7 2 4 8 ( t ，j = 6 8 ，2 h ，c h 2 s 0 3 田，2 0 0 ( m ，j = 7 6 ，2 h ，c h 2 c h 2 s 0 3 i - i ) ；i r ( k b r ) ：2 9 7 4 ，1 4 8 5 ，1 2 4 7 ，1 1 6 9 ，1 0 3 0 ，6 4 0 ，5 1 8c m 一 磺酸丙基乙醇基二甲基铵甲磺酸盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵甲磺酸盐的合成。无色黏稠液体：产率为1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 m i - i z , d 6 - d m s o ) 8 ：7 0 5 ( s ，1 h ，c h 2 c h 2 0 - ) ，3 8 2 ( s ，2 i - i , c h 2 c h 2 0 h ) ，3 4 7 化j = 3 6 ，2 h ，c z 2 c h 2 0 h ) ，3 3 8 j = 5 ，2 h , c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 均， 3 0 6 ( s ，6 h ，c h 3 ) , 2 4 7 - 2 5 0gj = 6 8 ，2 h ，c h 2 s 0 3 i - 0 ，2 4 5 ( s ，3 h ，c h 3 s 0 3 ) ，2 0 0 ( m ，j = 7 6 2 i - i , c h 2 c h 2 s 0 3 h ) ；m ( k b 0 ：2 9 7 0 , 1 4 8 2 ，1 2 1 4 1 0 4 2 , 7 8 2 , 6 0 3 ，5 5 4 , 5 2 7c l n 1 磺酸丙基三乙醇基铵内盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵内盐的合成。白色固体；产率为5 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 m h z ，d 6 - d m s 0 ) 8 ：5 1 7 ( i ，j = 5 2 ，3 h ，c h 2 c h 2 0 h ) ，3 8 3 - 3 8 4 ( d ，j = 4 ，6 h ， c i 2 c h 2 0 h ) ，3 5 7 ( t ，j = 3 6 ，2 h ，c h z c h 2 c h 2 s 0 3 - ) ，3 4 9 ( t ，j = 5 2 ，6 h ， c a h 2 c h 2 0 h ) ，2 4 7 化j = 6 8 ，2 h , c h 2 s 0 3 ) 2 0 0 ( m ，j = 7 5 ，2 h ，c h 2 c i 1 2 s 0 3 ) ；i r ( k b r ) ：2 9 6 3 ，2 9 2 3 ，2 8 6 4 ，1 3 6 6 ，1 3 4 3 ，1 2 2 0 ，1 1 8 1 ，1 0 4 1 ，9 4 8 ，7 9 5 ，6 0 9 ，5 1 8e m 1 8 上海师范大学硕士学位论文 磺酸丙基三乙醇基铵对甲苯磺酸盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵对甲苯磺酸盐的合成。无色黏稠液体；产率为 1 0 0 ：1 h n m r ( 4 0 0 m h z ，如一d m s o ) 6 ：7 5 0 似j = 4 ，2 h ，p h - n ) ，7 1 2 ( d ，j = 4 ， 2 h ，p h - n ) ，5 2 3 ( s ，1 h ，c h 2 c h 2 0 h ) ，3 8 3 ( s ，6 h , a 如c h 2 0 h 0 ，3 5 60 ，j = 3 8 ，2 h ， c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 i d ，3 4 9 ( t j = 5 2 ，6 h , c h 2 c h 2 0 岣，2 4 8 2 5 2 ( t ，j = 7 2 ，2 h , c h 2 s 0 3 均，2 2 9 ( s ，3 h , c h 3 - p h ) ，2 0 1 ( m ，j = 7 4 ，2 h , c h 2 c h 2 s 0 3 两；i r ( k b 0 ： 3 1 4 6 ，2 9 7 0 , 2 9 2 5 ，2 8 9 2 ，1 4 5 7 ，1 4 0 4 ，1 2 1 3 ，1 1 6 4 , 1 1 2 4 ，1 0 3 5 ，1 0 0 9 ，8 1 8 ，6 8 5 ，5 6 7 锄一 磺酸丙基三乙醇基铵三氟甲磺酸盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵三氟甲磺酸盐的合成。黄色黏稠液体；产率为 1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 i h z ，, 6 一d m s o ) 6 ：5 3 1 ( s ，3 h ，c i - - 1 2 c i - - 1 2 0 回，3 8 3 ( s ，6 h ， c h 2 c h 2 0 i - i ) ，3 5 6 ( t ，j = 3 8 ，2 h , c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 田，3 5 0 ( t ，j = 5 2 ，6 h , c h 2 c h 2 0 h ) , 2 4 9 - 2 5 3 ( f ，j = 6 4 ，2 h , c h 2 s 0 3 i ) ，2 。0 1 ( m ，j = 7 4 ，2 i - i , c h z c h 2 s 0 3 目；i r ( k b r ) ：3 1 5 0 ，2 9 6 6 ，2 9 3 1 ，2 8 9 3 ，1 4 8 5 ，1 4 5 7 ，1 4 0 5 ，1 2 5 5 ，1 2 2 5 ， 1 1 7 2 ，1 0 3 1 ，9 1 7 ，6 4 1 ，5 6 5 ，5 2 4 锄 磺酸丙基三乙醇基铵甲磺酸盐的合成 合成方法同磺酸丙基三乙基铵甲磺酸盐的合成。无色黏稠液体：产率为1 0 0 ；1 hn m r ( 4 0 0 i h z ，d 6 - d m s 0 ) 6 ：6 0 4 ( s ，3 i - i , c h 2 c h 2 0 哪，3 8 3 ( s ，6 h , c i - 1 2 c h 2 0 h ) ，3 5 6 ( t ，j = 3 8 ，2 h , c h 2 c h 2 c h 2 s 0 3 h ) ，3 5 0nj = 5 4 6 h ， c h 2 c h 2 0 哪，2 4 7 砣5 1gj = 6 4 ，2 h , c h 2 s 0 3 田，2 4 5 ( s ，3 h ，c h 3 s 0 3 ) ，2 0 1 ( m ，j = 7 5 ，2 i i , c h 2 c h 2 s 0 3 w - i ) ；i r ( k b r ) ：3 1 4 5 ，2 9 6 6 ，2 9 2 5 ，2 8 9 3 ，1 4 5 8 ，1 3 4 3 ，1 1 9 1 ，1 0 4 3 ， 9 3 9 , 7 8 2 , 6 0 5 ，5 5 6 ，5 2 6c i i 1 。 2 3 结果与讨论 2 3 1b m i p f 6 的表征 ( - - ) 1 h n m r 以氘代氯仿( c d c l 3 ) 为溶剂，对室温离子液体1 丁基3 甲基味唑六氟磷酸盐 ( b m i p f 6 ) 进行核磁表征。图2 2 为b m 口f 6 的1 hn m r 图谱，对峰进行了归 属，a ，d c ，f ，g 为饱和g h 峰，b 和c 为五元环上不饱和c - h 峰。具体核磁数据 上海师范大学硕士学位论文 如下：1 hn m r ( 4 0 0 m h z ，c d c l 3 ) d ：8 2 5 ( s ，1 n ) ，7 2 0 ( d ，2 h , j = 1 2 ) ，3 9 9 ( t ，2 h ，j = 7 2 ) ，3 7 4 ( s ，3 n ) ，1 6 9 ( m ，2 h ，j = 7 2 ) ，1 1 8 ( m ，2 h , j = 7 2 ) ，0 7 5 n3 h ，j = 7 2 ) ， 与文献 6 7 1 报道一致。 6b d ，c f ? v 2 饥。r6 il 。 6p p m 图2 2b m i p f 6 的1 h n m r 谱图。 ( - - ) f f i r 图2 3 为室温离子液体b m i p f 6 的f t i r 光谱图。3 6 7 3 ，3 5 7 9c l n 1 为吸收在离 子液体中的微量水的反对称和对称伸缩振动；3 1 7 0 ，3 1 2 5c l n d 为五元环上不饱和 c - h 的伸缩振动；2 9 6 6 ，2 9 3 9 ，2 8 7 6c l n d 为饱和c h 的伸缩振动；1 5 7 3 ，1 4 6 6c - l n 1 为五元环上c - n 的伸缩振动；8 3 8o n 1 为p - f 振动，b m i p f 6 的f r i r 光谱图与 文献【删报道一致。 c m 1 图2 3b m i p f 6 的f t i r 光谱图 上海师范大学硕士学位论文 通过核磁和红外对合成的产物( 离子液体b m i p f 6 ) 进行表征，得到的实验 结果与文献报道一致，说明成功地合成了离子液体b m i p f 6 。 2 3 2 双功能化离子液体的结构表征和性质测定 r ) 1 h n m r 分别使用氘代水l o g o ) 和氘代二甲基亚砜o f 6 一d m s o ) 作溶剂，对内盐和室温 离子液体进行核磁表征。图2 4 和图2 5 分别给出了磺酸丙基乙醇基二甲基铵内 盐和磺酸丙基乙醇基二甲基铵对甲苯磺酸盐离子液体的核磁谱图，并对峰进行的 归属。从图2 4 中可以看出，不同的溶剂中c - h 的峰位移稍有改变，明显的区别 是以d 6 - d m s o 为溶剂的核磁谱图上，在5 1 9 p p m 处多出一个峰，说明此峰为羟 基上的氢。此外，从磺酸丙基乙醇基二甲基铵对甲苯磺酸离子液体的1 hn m r 谱图( 图2 5 ) 和其它含羟基和磺酸基双官能团的室温离子液体的核磁谱图上也 获得了相同的结果，证明羟基在反应前后没有发生改变。