近红外光谱用于低共熔溶剂中水结构的分析

作     者：王岩 蔡文生 邵学广 WANG Yan;CAI Wengsheng;SHAO Xueguang

作者机构：南开大学化学学院分析科学研究中心天津市生物传感与分子识别重点实验室药物化学生物学国家重点实验室天津300071 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2023年第44卷第6期

页      面：31-36页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:22174075) 天津市自然科学基金(批准号:20JCYBJC01480) 南开大学中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:63211019) 物质绿色创造与制造海河实验室项目(批准号:ZYTS202105)资助 

主　　题：近红外光谱 低共熔溶剂 氯化胆碱-尿素 水结构 

摘      要：采用近红外光谱技术研究了含水量(摩尔分数)在5%~95%范围内水结构对低共熔溶剂(DESs)的氢键网络结构的影响.通过分析氯化胆碱与尿素混合后不同时间的近红外光谱,发现了尿素—NH基团与氯化胆碱Cl^(-)相互作用的光谱信息,表明DESs熔点降低的原因主要是NH…Cl^(-)氢键的形成.通过分析不同含水量的DESs-水混合物的近红外光谱,发现了水分子之间以及水分子与尿素中—NH和C=O基团相互作用的光谱信息,表明水在DESs中主要以3种结构存在:类大体积水、与尿素C=O键合的水以及—NH分子间的桥连水.类大体积水破坏DESs中NH…Cl^(-),使体系的稳定性降低,而尿素—NH分子间的桥连水和与C=O键合的水使体系的稳定性增加.DESs中3种水结构的相对比例与含水量有关,含水量在40%~80%既能有效降低体系的黏度,又能维持DESs的性质.