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摘 要

本文以BmimCl, HmimCl、OmimCl和癸烷硫酸钠等原料，设计合成了3种含硫酸根的表面活性离子液体，通过核磁氢谱确定[C₆mim][C₁₀H₂₁SO₄]、[C₈mim][C₁₀H₂₁SO₄]两种表面活性离子液体的结构。然后构建离子液体凝胶，由[C₆mim][C₁₀H₂₁SO₄]加上甲醇、乙二醇构建离子液体凝胶。进行分子模拟，确定了表面活性离子液体的分子间作用，分析确定[Hmim] 分别与甲醇、乙二醇间的相互作用，以及[C₁₀H₂₁SO₄]^-分别与甲醇、乙二醇间相互作用，之后确定表面活性离子液体与甲醇、乙二醇间相互作用。最终通过运算确定了上述分子的总能量（E）、结合能（D₀）、结合能差（ΔD₀）。

关键词：表面活性的离子液体 离子液体凝胶 分子模拟

Study on ionic liquid gel based on surface active ionic liquids

Abstract

In this paper, BmimCl, HmimCl, OmimCl, sodium decane sulfateand other raw materials were used to design and synthesize three kinds of surface active ionic liquids containing sulfate radical.The structures of [C₆mim] [C₁₀H₂₁SO₄] and [C₈mim][C₁₀H₂₁SO₄] weredeterminedby 1H NMR. Then the ionic liquid gel was constructed, andthe ionic liquid gel structure was constructed by [C₆mim][[C₁₀H₂₁SO₄] plus methanol andethylene glycol. Then, the molecular simulation was carried out to determine the intermolecular interactionofthe surface active ionic liquid, analyze and determine the interactionbetween [Hmim] and methanol, glycol, as well as the interaction between [C₁₀H₂₁SO₄]^-and methanol, glycol,andthen determine the interaction between the surface active ionic liquid and methanol glycol. Finally, the total energy (E), binding energy (D₀) and binding energy difference (ΔD₀) of these molecules are determined by molecular simulation.

Keywords:Surface active ionic liquid;Ionic liquid gel;Molecular simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 离子液体的研究进展 1

1.2.1 离子液体的概述 1

1.2.2 离子液体的性质 2

1.2.3 离子液体的应用 2

1.3 离子液体凝胶的研究进展 2

1.3.1 凝胶的概述 2

1.3.2 凝胶的分类 2

1.3.3 离子液体凝胶化研究 2

1.4 本文的立题依据和研究内容 3

1.4.1 立题依据 3

1.4.2 研究内容 4

第二章 实验部分 5

2.1 实验药品与仪器 5

2.1.1 药品 5

2.1.2 仪器 5

2.2 含硫酸根表面活性离子液体的合成 6

2.2.1 表面活性离子液体[Xmim][[C₁₀H₂₁SO₄]的合成 6

2.2.2 [Hmim][[C₁₀H₂₁SO₄]和[Omim][[C₁₀H₂₁SO₄]的表征 6

2.3 制备离子液体凝胶 6

2.4 分子模拟 6

第三章 结果与讨论 7

3.1 [C₆mim][C₁₀H₂₁SO₄]氢谱 7

3.2 [C₈mim][C₁₀H₂₁SO₄]氢谱 8

3.3 分子模拟 9

3.3.1烷基硫酸根阴离子表面活性离子液体的优化结构 9

3.3.2[Hmim][C₁₀H₂₁SO₄] 与乙二醇分子的相互作用 11

3.3.3[Hmim][C₁₀H₂₁SO₄] 与甲醇分子的相互作用 13

3.3.4阴离子水合物分析 15

3.3.5总能量（E）、结合能（D0）、结合能差（ΔD0） 20

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致 谢 25

第一章 文献综述

1.1 前言

凝胶广泛应用于化妆品、药物制备、润滑脂/润滑油、固态电解质、密封剂及食品工业等领域。按照凝胶组成成分来源和不同分散介质，将凝胶可以分为水凝胶、有机凝胶、离子液体凝胶及气凝胶等多种类型。所以用离子液体作为分散介质的凝胶则称为我们常说的离子液体凝胶。

表面活性离子液体具有的一个特点就是有表面活性剂与离子液体的两种不同物质几乎所有的性质, 是一种新型的实用的功能化的离子液体，具有一系列优异性质，而且还包括了普通离子液体的结构所具有的可设计性、表面活性剂的在逐步形成分子时有序聚集在一起的能力。生物高分子中包括明胶、环糊精、纤维素、壳聚糖和琼脂糖可用于制备离子液体凝胶。2014年，科研工作者们用离子液体创造并构筑了一种新型的对生物十分友好的实用性高的离子液体凝胶。该离子液体凝胶展现出诸多优异的性能，包括:较高的透明度、较高的柔性、较高的离子迁移率、有效电容量，在制备柔性电子材料时也是非常优秀的原料。

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