ATR-IR分析氢氧化钠对水及离子液体/水体系氢键作用的影响

作者：倪柳芳; 余璟; 汪心娉; 王俊; 曹小霞; 曹石林^*; 马晓娟^*

来源：光谱学与光谱分析, 2021, 41(10): 3106-3110.

• 1-乙基-3-甲基咪唑醋酸酯
• 氢氧化钠溶液
• 衰减全反射红外光谱

利用衰减全反射红外光谱(ATR-IR)分析NaOH对水及1-乙基-3-甲基咪唑醋酸酯离子液体水溶液(EmimAc/水)氢键网络的影响,研究结果表明,NaOH的加入会影响水分子的氢键对称性和类型,对称性氢键谱带Ⅰ(3 218 cm-1)和Ⅱ(3 375 cm-1)随着NaOH浓度的提高而降低。NaOH使水溶液氢键发生极化,产生连续吸收带,连续吸收带随着NaOH浓度的提高而增强。水对EmimAc的阳离子和阴离子均有影响。水分子的OH和EmimAc的COO-产生强的相互作用,在3 400～3 200 cm-1产生宽的吸收谱带;而水分子的质子和COO-作用使得CO吸收谱带红移。水的加入使得EmimAc指纹区的谱带蓝移或吸收强度下降,表明水可以破坏EmimAc原有的氢键网络,形成"阴离子…HOH…阴离子"团簇,减弱了离子液体阴、阳离子之间的相互作用。NaOH替代水与EmimAc混合,ATR-IR谱图的变化并不显著,主要表现在谱带的吸收强度上。与EmimAc/水相比,EmimAc/NaOH水溶液的ATR-IR谱的吸收强度更高,表明NaOH水溶液对EmimAc氢键网络的破坏不如水显著。由此可见,可利用EmimAc/NaOH体系降低离子液体体系黏度,并且降低离子液体使用成本,对木质纤维原料预处理有一定的指导意义。

• 单位
  福建农林大学; 福建工程学院