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新型亲CO2化合物的设计合成及其在超临界CO2中的溶解行为研究

作　者: 徐凌霄
导　师: 杨海健
学　校: 中南民族大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 超临界二氧化碳 溶解度 关联计算 溶解行为研究
分类号: O645.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
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内容摘要


本文首先在温度（313、323、333、343、353）K，溶解压力分布在（9.6-16.3）MPa范围内测定了4,4’-亚甲基双（异氰酸苯酯）在超临界CO2中的溶解压力，并简单的在313、323、333K下测定了其两种标准的浊点的后一种（浊点2）。结果显示在相同温度下，4,4’-亚甲基双（异氰酸苯酯）在超临界中的溶解性随着溶解压力的上升而增加，是因为等温情况下压力升高同时也提升了二氧化碳的密度，及其溶剂化能力；在相同压力下，溶解性随着温度的升高而下降,因为等压情况下温度的升高会降低二氧化碳密度及其溶剂化能力；同时，采用Chrastil、KJ、SS、del Valle、Bartle、MST、JCF七种半经验模型关联了MDI在超临界CO2中的溶解度数据，发现所有模型均得到了较好的关联结果，其中以含有更多温度压力变量的JCF模型的效果为最好，Chrastil模型最差。MST模型的效果较Bartle更好，可能是由于MST模型考虑了温度在某种程度上对二氧化碳的密度产生的影响；相似的，在KJ、SS、del Valle等三种Chrastil修正模型中，以SS模型关联效果为最好，因为三种模型中仅有SS模型考虑了温度对二氧化碳密度产生的影响；而且这三种模型关联结果都比Chrastil模型好，说明它们对Chrastil模型的修正都取得了成功。采用浊点2得到的关联结果与溶解压力类似，其结果稍不如溶解压力。其次，双丙酮-D-葡萄糖的溶解压力及浊点2也得到了测定，发现浊点2得到的结果较差。因此设计合成了三种双丙酮-D-葡萄糖衍生物2-4，并测定了它们在超临界CO2中的溶解压力和两种标准的浊点（浊点1和浊点2）。结果显示在相同条件下，化合物2-4在超临界二氧化碳中的溶解度都较双丙酮-D-葡萄糖得到了较大程度的提高，而且三种化合物在超临界二氧化碳中的溶解能力顺序为2>3>4。同时，仍用Chrastil等7种半经验模型关联了双丙酮-D-葡萄糖及其衍生物在超临界CO2中的溶解度数据，发现不论从各类影响因素来看，JCF模型仍是关联效果最好的模型；相对于固态溶质，Chrastil类模型更适合对液态溶质溶解度数据进行关联；E-ρ型模型则能较好关联固态溶质的溶解度；浊点压力1相对于溶解压力及浊点压力2能更好的关联溶解度数据。这能为其他超临界二氧化碳研究者选用合适的半经验模型或压力体系来关联溶解度数据提供某种借鉴意义。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 超临界流体简介  11-12
  1.2 超临界 CO_2的性质  12
  1.3 超临界 CO_2技术的应用  12-15
    1.3.1 超临界 CO_2萃取技术的应用  12-14
    1.3.2 超临界 CO_2染色技术的应用  14
    1.3.3 超临界 CO_2在高分子聚合反应中的应用  14-15
    1.3.4 超临界 CO_2技术在其他领域的应用  15
  1.4 影响超临界二氧化碳溶解能力的因素  15-17
    1.4.1 压力的影响  16
    1.4.2 温度的影响  16
    1.4.3 共溶剂的影响  16-17
    1.4.4 分子结构的影响  17
  1.5 溶解度的计算与关联  17-23
    1.5.1 状态方程及混合规则的应用  17-20
    1.5.2 半经验模型  20-23
  1.6 本文选题依据及主要研究内容  23-24
第二章 4,4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)在超临界二氧化碳中溶行为研究及关联计算  24-40
  2.1 测定 4,4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)在超临界二氧化碳中溶解度的意义  24-25
  2.2 实验药品及仪器  25
  2.3 实验方法  25-27
    2.3.1 动态法  25-26
    2.3.2 静态法  26
    2.3.3 实验步骤  26-27
  2.4 结果与讨论  27-36
    2.4.1 MDI 摩尔分数与溶解压力间的关系研究  27-28
    2.4.2. Chrastil 及其修正模型关联结果  28-33
    2.4.3 E-ρ型模型关联结果  33-36
    2.4.4 P,T-y 型模型关联结果  36
  2.5 半经验模型 AARD 数值的影响因素  36-39
    2.5.1 模型类型的影响  36-38
    2.5.2 可调参数数目对 AARD 值的影响  38
    2.5.3 压力体系对半经验模型 AARD 值的影响  38-39
  本章小结  39-40
第三章 双丙酮-D-葡萄糖及其衍生物在超临界二氧化碳中的溶解行为研究  40-57
  3.1 实验药品及仪器  40-41
  3.2 双丙酮-D-葡萄糖衍生物 2-4 的合成路线  41-43
    3.2.1 化合物 2 的合成  41-42
    3.2.2 化合物 3 的合成  42
    3.2.3 化合物 4 的合成  42-43
  3.3 化合物 1-4 在超临界 CO_2中的溶解行为研究  43-50
    3.3.1 实验部分  43-44
    3.3.2 化合物 1-4 在超临界 CO_2中的溶解性比较  44-45
    3.3.3 化合物 1-4 的溶解压力关联结果  45-50
  3.4 半经验模型 AARD 数值的影响因素  50-52
    3.4.1 模型类型的影响  50-51
    3.4.2 溶质形态对模型 AARD 数值的影响  51
    3.4.3 可调参数数目对模型 AARD 数值的影响  51-52
  3.5 2-4 化合物浊点 1 与浊点 2 关联结果比较  52-56
  本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-66
致谢  66-67
附录  67-80

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 溶液 > 液态溶液
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