利用时域反射技术对甲醇-乙二醇和乙醇-乙二醇二元混合物的介电弛豫和热力学研究

《Spectroscopy Letters》：Dielectric relaxation and thermodynamic studies of methanol–ethylene glycol and ethanol–ethylene glycol binary mixtures using time domain reflectometry

　　介电弛豫行为与热力学性质：采用时域反射法（TDR）在25、20、15和10 °C条件下，频率范围10 MHz–30 GHz，研究了甲醇–乙二醇（MeOH–EG）和乙醇–乙二醇（EtOH–EG）二元混合物的介电弛豫行为及热力学性质。使用Cole–Davidson模型对复介电常数谱进行分析，评估了以下介电参数：静态介电常数（ε?）、高频介电常数（ε∞）、弛豫时间（τ）、过量介电常数（ε??）、过量逆弛豫时间（1/τ?）、有效Kirkwood相关因子（g_eff）以及理论Bruggeman因子（f_B）。对于两个二元体系，ε′随频率增加而系统降低，而ε″呈现宽弛豫峰，证实了非Debye型弛豫行为。静态介电常数随EG浓度增加和温度降低而升高，而弛豫时间表现出系统的组成和温度依赖性变化。过量介电参数同时呈现正偏差和负偏差，表明混合物内分子间相互作用导致非理想介电行为。在整个研究的组成范围内，g_eff值始终大于1，表明存在偶极关联取向和合作相互作用效应。log(Tτ)对1000/T的Arrhenius曲线在所有组成下均呈现近似线性行为，证实了热激活弛豫动力学。热力学参数——即焓变（ΔH）和熵变（ΔS）——在大部分组成范围内呈正值，表明存在吸热和非理想混合行为。对比分析表明，EtOH–EG体系相比MeOH–EG体系表现出更大的组成依赖性介电参数和热力学参数变化。本研究为氢键醇类–EG二元混合物中的介电弛豫动力学、偶极关联行为及分子间相互作用效应提供了有价值的见解。