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《南京航空航天大学》 2012年
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芳基离子液体的辐射稳定性研究

罗雷  
【摘要】:离子液体在辐射环境下表现出高辐射稳定性和低熔点、宽液程、低蒸汽压、热稳定性和化学稳定性好,使其被认为在核燃料处理过程具有潜在的应用前景。如果将离子液体实际应用于核废料的萃取分离过程,那么就必须对离子液体在辐射环境下的辐射稳定性和化学性质具有较为充分的认识。 研究表明咪唑类离子液体具有较高的辐射稳定性,这主要是因为咪唑芳环的存在,芳香族化合物在辐射环境下具有较高的辐射稳定性。本文合成了两种芳基型离子液体1-丁基-3-苯基咪唑四氟硼酸盐([BuPhIm]BF_4)和1-苄基吡啶四氟硼酸盐([BnPy]BF604),并对其Co γ-射线的辐射稳定性进行研究。结果表明,辐照后离子液体的颜色发生明显的暗色化,紫外-可见(UV-vis)吸收强度随着辐照剂量增加而增加。辐照400kGy前后离子液体的红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)未出现明显的变化。高效液相色谱法(HPLC)分析表明辐照400kGy后离子液体发生的辐解量小于1%。串联质谱分析(ESIMS/MS)表明离子液体的初级辐解过程主要为烷基链的断裂。离子液体的荧光行为存在“红边效应”,且随着辐照剂量增加整体向长波方向移动。热重分析(TGA)表明辐照后离子液体的热稳定性增加。此外,还合成了两种常见的烷基型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BuMeIm]BF_4)和1-丁基吡啶四氟硼酸盐([BuPy]BF_4),在相同的辐照条件下分别进行对照实验。结果表明,两种芳基型离子液体在相同剂量的辐照下产生的辐解产物量更少,抗辐射性能更好,表明通过向离子液体阳离子结构上引入芳环结构可以增强离子液体的辐射稳定性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O621.25

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【参考文献】
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