超濃鹽酸的膠束化構(gòu)筑與應(yīng)用.pdf

1、酸催化在現(xiàn)代有機(jī)合成等化工生產(chǎn)中起著非常重要的作用。隨著綠色化學(xué)概念的提出,酸催化劑迅速發(fā)展。固體酸和超強(qiáng)酸的出現(xiàn)解決了環(huán)境污染嚴(yán)重,不易分離,以及對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問題。同時(shí),固體酸和超強(qiáng)酸的強(qiáng)度也遠(yuǎn)大于普通無機(jī)酸,催化效率更高。但它們也存在不足,在有水存在的情況下容易失活,應(yīng)用受到限制。因此,很多反應(yīng)依然采用無機(jī)酸進(jìn)行催化。從動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā),提高酸濃度能促進(jìn)酸催化反應(yīng)的進(jìn)行。但常溫常壓下在水中的揮發(fā)性酸如氯化氫的溶解度有限。本論文借

2、鑒取向的次價(jià)鍵合作用的超分子化學(xué)思想,探索在納米限域下,通過氯化氫分子的氫鍵作用,構(gòu)建氯化氫動(dòng)態(tài)大分子,以提高氯化氫在水中的溶解度,并實(shí)現(xiàn)性能的協(xié)同與放大。本論文利用基于季銨鹽型陽離子表面活性劑形成的反相膠束:Aliquat336/benzene/water的納米限域作用,通過萃取法和通氣法制備了超濃鹽酸。通過酸水含量滴定,發(fā)現(xiàn)超濃鹽酸中酸的濃度可以高達(dá)普通濃鹽酸的20倍,如此高濃度的鹽酸中氫和氯之間很可能通過氫鍵鍵接成氯化氫動(dòng)態(tài)大分子

3、。SAXS表征結(jié)果表明實(shí)現(xiàn)了超濃鹽酸的納米限域和高度濃縮,并測(cè)得樣品的粒徑分別為R=7nm和R=9nm。核磁共振氫譜和紅外表征結(jié)果表明,體系中的氯化氫確實(shí)通過氫鍵關(guān)聯(lián)形成了氯化氫動(dòng)態(tài)大分子,當(dāng)水的摩爾分?jǐn)?shù)小于78％時(shí),氫鍵作用達(dá)到飽和,相當(dāng)于聚合反應(yīng)完全。通過摸索發(fā)現(xiàn)了制備超濃鹽酸的最佳條件為:室溫,表面活性劑與非極性溶劑質(zhì)量之比為mAliquat336:mbenzene=7:3,水含量1~2%,通氣時(shí)間2.5h。研究了氫鍵鍵接的氯化氫