芳香阴离子对1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体水溶液粘度及热稳定性的调控机制研究

本文系统研究了[Bmim]+基离子液体（ILs）中芳香阴离子（[Ben]?、[Phe]?、[CH3OPhe]?）对其水溶液粘度（293.15-313.15 K）和热稳定性的影响。通过Jones-Dole B系数和临界聚集浓度（CAC）分析，揭示电子给体基团（如-OCH3）通过增强氢键和π-π相互作用提高粘度；热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）显示阴离子电子给体特性会降低热稳定性。该研究为设计具有定制传输和热性能的ILs提供了理论依据。

　　

亮点

本研究通过粘度测量和热分析技术，揭示了芳香阴离子结构对[Bmim]⁺基离子液体性能的双重调控机制：含甲氧基的[CH₃OPhe]^?阴离子因其强电子给体特性，既能通过氢键网络提升溶液粘度，又会加速热分解进程。

结果与讨论

三种ILs水溶液（浓度0.01-0.1 mol·kg^?1）的粘度测试显示：含甲氧基的[CH₃OPhe]^?体系粘度最高，其临界聚集浓度（CAC）最低，归因于阴离子的"分子 Velcro效应"——即同时存在的π-π堆叠和氢键协同作用。热分析则呈现有趣的反向关联：虽然[CH₃OPhe]^?赋予溶液更高粘度，但其热分解温度（T_dec）比不含取代基的[Ben]^?体系低约15℃，证明电子给体特性是影响热稳定性的"双刃剑"。

结论

这项工作像"分子尺规"般精准量化了阴离子修饰对ILs性能的影响规律：甲氧基等取代基如同"分子锚点"，通过增强分子间作用力改善流体性能，但会牺牲部分热稳定性。这为化工领域"量体裁衣"式设计功能化ILs提供了明确指导。