咪唑类离子液体的合成及其性能的测定1、相关定义1.1、离子液体的定义和分类 1.1.2.1 离子液体的定义 离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或接近室温下 呈液体状态的盐类,通常也称室温离子液体(Room Temperature Ionic Liquid: RTIL;)或室温熔盐(Room Temperature Molten Salts, RTMS; Room Temperature Fused Salts, RTFSs),或有机离子液体(Organic Ionic Liquid, OIL),简称离子液 体(Ionic Liquid, IL)一般把熔点在 100℃以下低温熔盐称为离子液体[21] 1.1.2.2 离子液体的分类 按阴阳离子的不同排列组合方式,离子液体的种类可以多达 1018 种[18]目 前通用的方法是根据离子液体的有机阳离子母体的不同,将离子液体分为四类 [22],分别是咪唑盐类、吡啶盐类、季铵盐类和季鏻盐类毋庸置疑,因为二烷 基咪唑离子液体易于合成且性质稳定,因此也是最常用的离子液体季铵盐类离 子液体可商业获得,常用于催化反应中当然,离子液体的种类不仅限于这些, 其他具有代表性的离子液体还有胍类离子液体[23,24]、两性离子液体[25,26]、锍盐离 子液体[27,28]、手性离子液体[29-31]等。
常见的阳离子结构如下,依次为:咪唑阳离子、吡啶阳离子、季铵阳离子、 季鏻阳离子 R1NN+ R2 N+ R1R3R 2NR+4 R1R3R 2PR+4 R1 1.2、离子液体的定义及分类 室温离子液体(room or ambient temperature ionic liquid)又称为室温熔盐 (room temperature molten salt or fused salt),简称离子液体(ionic liquid)是在室温或 者相邻温度下完全由离子组成的液体物质由熔盐定义来看,离子液体通常是在 高温下存在,高黏度,且有高腐蚀性的介质然而离子液体的定义与经典的熔盐 的定义相比有特殊性离子液体在相比熔盐较低的温度下(1.3、离子液体的概念 离子液体 (Ionic Liquids),又称室温离子液体 (Room or Ambient Temperature Ionic Liquids)、室温熔盐 (Room Temperature Molten Salts or Fused Salts)、非水离 子液体 (Nonaqueous Ionic Liquids) 以及有机离子液体 (Organic Ionic Liquids) 等。
离子液体主要是指在室温或室温附近呈液态的离子化合物,它本身具有优异 的化学和热力学稳定性、较宽的液态温度范围、对许多有机和无机化合物有良好 的溶解性、导电性能、较高的离子迁移率和扩散速度、不易燃烧等特点,且是一 种强极性、低配位能力的溶剂与传统的有机溶剂相比,具有不挥发、无污染等 特点,又称之为”绿色溶剂” [10-14] 1.4、离子液体的定义 一个世纪以来,人类为适应社会和工业生产的需要,在化学领域取得了十分辉煌的进步,创 造了巨大的业绩但由于受传统发展观念的影响,一些化工企业向环境排放了大量的污染物,某 些化学品被不加节制地滥用,给整个生态环境造成了非常严重的影响[1]传统化学及其相关化学 的工业是当今世界严重污染的主要来源之一,污染的很大部分来自于反应过程或后处理过程中使 用大量易挥发有机溶剂,如苯、氯代烷烃、醇、酮类等绿色化学已成为当前化学研究的热点和 前沿,是21世纪化学发展的重要方向最近几年发展起来的离子液体,完全满足绿色化学的需要 离子液体(ionic liquids)就是在室温(或稍高于室温的温度)下呈液态的离子体系或者说,离子液体 是仅由离子所组成的液体 在组成上,它与我们概念中的”盐”相近,而其熔点通常又低于室 温,所以,也有人把离子液体叫做”室温熔融盐”(Room-temperature molten salts, RTML)。
但随 着对离子液体研究的不断深入,人们认为把熔点定为室温附近太狭隘,有些离子化合物的熔点高 于室温但低于水的沸点因此,最近人们逐渐把低于100 ℃的离子化合物称为离子液体 1.5、绿量概念的提出 随着生态城市理论的提出,我国 20 世纪 80 年代后期在上海和北京率先开展了 园林植物生态功能的量化研究,并在此基础上提出一个新的绿化评估概念”绿量 (Green quantity)”,但对其涵义的诠释不同地区有所不同,有的指城市绿化覆盖 率、绿地率;有的指环境,认为是环境标志(Environmental Label)也是生态标志, 绿色标志;有的指植物叶片表面积的总和,以 m 2 为单位;有的指所有生长中植物茎 叶所占据的空间体积(又称”绿化三维量即 Three-dimension Green quantity”), 用以说明和衡量城市绿色,以 m 3 为单位凡以衡量植物叶片表面积总和、生长中植 物茎叶所占据的空间体积为内容的绿量均是以绿地生态功能为基础,是从生态学的 能量转换利用和植物茎叶的生理功能这一基本点出发的,通过对叶面积、茎叶体积 的计量,来显示绿色面积、绿色三维体积与植物生态功能的相关性,能真正说明植 物功能乃至绿地功能的生态效益 [2,46~53] 。
其主要特点是:它针对不同植物种类和不 同绿地结构间存在的功能差异,提出了以植物所占据的绿色面积或空间体积作为评 价标准,使绿化评价指标由二维指标向三维指标迈进了一步 [53] 日本提出”绿的量” 包括平面的绿地面积和面积率,和立面的人视野里绿叶所占的比率,即绿视率 植物单体 绿 地 植物群落 绿地系统 生 态 游 憩 审美观赏 平 面 复 层 立 体 绿化环境 功 能 绿色量 叶 面 覆 盖 叶面积指数 绿视绿 三维量 面 积 百分率 体 积 Fig1. Relationship of greening environment function and quantity 图 1 绿化环境功能与量化的关系[52] 10 1.6、定义材料属性 焊接温度场分析必须确定焊件和焊缝金属的导热系数、对流系数、密度、比 热容以及焊件的初始温度在焊接模拟分析过程中,焊件的初始温度为室温,取 为20 焊接过程模拟属于典型的非线性瞬态分析,目前很多材料的热物理参数不 37 齐全,特别是在高温区接近熔化状态时为解决这一问题,可以在 ANSYS 中输入 材料在典型温度值的热物理性能参数建立相关参数的工程数据库,而对于那些未 知温度处的参数可以通过插值法和外推法来确定。
在焊接过程中被焊金属不断进行融化—冷却,在此过程中存在着固、液之间 的相变,由此产生的相变潜热对温度场的分析以及由于温度变化而引起的应力应 变场的分析都会产生一定的影响一般情况下,针对相变潜热有两种处理方法: 一种方法是假设相变是在一定的温度区间发生,由此产生的熔化潜热的影响假定 在此空间均匀分布;另一种方法是在焊接过程中,若某节间的温度超过熔点,则 令此节点温度值为熔点值,然后进行下一个时间步的计算,当潜热影响结束后, 再令该节点温度继续上升凝固时潜热的释放以同样的方式处理 在 ANSYS 中对于相变潜热有专门的处理方法:一种情况是已知被焊金属在相 变前、后材料随温度变化的密度和比热,可以根据这些值用有限元法计算材料不 同温度时的热焓热焓是指单位质量或者体积的物质所含的全部热能,它是关于 温度的连续函数,其数学定义为: ( ) ( ) 0 T ΔH T = ∫ρ c τ dτ (5.1) 式中,Δ H 为热焓;ρ 为材料密度;T 为绝对温度;c ( τ ) 为材料的比热容,它 是温度的分段线性函数当某一节点的温度跨过熔点或相变点时,会有一定的焓 变,通过这个焓变值就可以把潜热考虑进去;另一种情况是已知材料的相变潜热, 则当材料的温度跨过相变点时,把相变潜热换算成材料的热焓直接输入到 ANSYS 中。
由于材料的密度和比热均为研究所需的热物理参数,温度场分析采用第一种 方法,预先通过积分计算出钢材在不同温度下的热焓,输入 ANSYS 考虑熔化潜热 根据 EUROCODE 3 选取材料的力学性能,结构钢随温度变化的比热为: 20°C≤ Ts ≤ 60 0° C 时: ( ) cs=425 + 0.77 3 Ts ? 0.0061 9 Ts2 + 0.00000222 Ts 3 J kg i° C (5.2) 600°C≤ Ts 1.7、合成香料的定义 合成香料(aroma chemical )是用单离、半合成和全合成方法制成的香料[22] 1. 利用某种天然成分经化学反应使其化学结构改变所得到的香料称为半合 成香料,如利用松节油中的蒎烯制得的松节醇; 2. 利用基本化工原料合成的香料称为全合成香料 1.8、概念合成 概念合成是心里空间理论的进一步发展,在弗科尼尔和特纳合著的书中,他 们建立了一个完整的概念合成网络并解释了不同空间的内在关系和功能,并且指 出”合成空间”是整个概念网络中最后也是最重要的一个空间 我们通常将概念当做意义的信息盒子,并将它们分类标注:结婚、出生、死 亡、力量、电能、时间、明天等。
意义是局部和稳定的文本中出现的多个心理 空间的联系,另我们产生了不同的观点意义不是信息盒子它具有生命、充满 活力,它是动态的和分散的它的创建源于理解和行动意义不是心理事物,受 限于概念空间相反,它是个异常复杂的过程,是许多空间的投射、结合、连接、 融合和合成,因而意义具有意义性和文学性概念合成理论为意义建构提供了新 的视角,概念合成模式(如下图所示)的基本要点如下: (1) 该模式包含四个空间:两个输入空间(input spaces,即 1&2)、类属空 间(generic space)和合成空间(blend) 11 (2) 两输入空间的对应物之间有部分映射,被称为跨空间映射 (cross‐space mapping). (3) 两输入空间之间的跨空间映射产生了类属空间,该空间反映了两输 入空间共享的抽象结构与组织 (4) 两输入空间部分投射至第四空间,即合成空间 (5) 合成空间里产生突现结构,合成空间里的突现结构源于三种过程: 组合(composition)、完善(completion)和扩展(elaboration) 图 概念合成模式 概念合成是心理空间理论中两个空间模式的扩展,在原有的两个输入空间的 基础上,类属空间是指将两输入空间联系到一起的共有图式,而作为输出的合成 空间就包含了通过概念合成所产生的意义。
当两输入空间部分地投射到合成空间 产生一个输入空间不具备的层创结构,这是思维和行动的产物这个过程是产生 新意义的最基本机制,它在语言的各个层面操作并发挥作用不同于原有输入 空间的层创结构的产生过程是意义的运演和构建过称”5”在合成空间所形成的 推断、争论和观念会对我们的认知产生影响,引导我们更正最初的输入信息,并 改变我们对相应情景的认识6因此,概念整合网络是一个动态模型,揭示了意 义的构建过程的动态性 12 在文学文本的分析中,心理空间的整合大致分为两大类,一种是四空间投射 模式,另一种是认知图式建构模式前一种模式以文本中各种修辞手法为分析对 象,研究作者通过使用修辞要传达的真正意义,在这种分析模式下有新的概念或 意义的产生因此,四空间投射模式是非常具有创造力的第二种模式主要以叙 事文本中人物关系,情节,主题等内涵问题为分析对象,研究人物关系的构建或 变化,情节的发展或主题的呈现等在《达洛维太太》这个文本的分析中,以上 两种模式都将会运用到 1.9、N(N>2)个经典概念格的合成石=(G,从,动,几二(G,MZ,几) 几=(G,城,几),本小节主要研究了这n个概念格的合成。