過渡金屬配合物的合成、表征及汽油抗爆性能研究.pdf

1、在環(huán)保和節(jié)能的推動(dòng)下，必須有更經(jīng)濟(jì)高效的無鉛化汽油抗爆劑來滿足人們對高辛烷值汽油的需求。論文的第一部分對汽油抗爆劑尤其是無鉛汽油抗爆劑的發(fā)展及種類進(jìn)行了綜述。在樹枝狀高分子和過渡金屬配合物研究的基礎(chǔ)上提出本課題的研究內(nèi)容。 論文的第二部分合成出了一系列不同的樹枝狀高分子過渡金屬配合物和嘧啶過渡金屬配合物并對它們進(jìn)行了表征。樹枝狀高分子是以乙二胺為核，馬來酸酐為支化結(jié)構(gòu)單元合成的，其配體是用水楊醛對該樹枝狀高分子的外部官能團(tuán)進(jìn)行修

2、飾而得。合成的配體進(jìn)一步與小分子過渡金屬鹽作用即得到樹枝狀高分子過渡金屬配合物。本課題合成的樹枝狀高分子金屬配合物分別為：Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅰ)(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)/(Ⅲ)、羰基鐵及混合金屬(Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/Mn(Ⅱ)/Ni(Ⅱ))配合物。嘧啶配體是硫脲與乙酰丙酮反應(yīng)而得，與過渡金屬鹽反應(yīng)后得到對應(yīng)的嘧啶銅、鈷、鎳配合物(Cu(HL)2(H2O)2Cl2，[Co(HL)3(H2O)2Cl]Cl·2H2O，[

3、Ni(HL)3(H2O)2Cl]Cl·2H2O)。采用凝膠滲透色譜、紅外光譜、紫外光譜、X-射線光電子能譜(XPS)、熱分析(TG-DTG)等方法對所合成的化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，其中應(yīng)用X-射線光電子能譜，得出了更為精確的關(guān)于配體及其配合物的內(nèi)層電子的變化情況，對化合物結(jié)構(gòu)的推測提供了強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明，合成的樹枝狀高分子配體和嘧啶配體與過渡金屬離子之間以配位鍵結(jié)合方式存在。 論文第三部分對合成的過渡金屬配合物用作汽油抗

4、爆劑進(jìn)行了研究。將合成的幾種過渡金屬配合物在不同溶劑中尋找合適的助溶劑，并分別通過助溶劑配制成一定濃度的溶液，按比例加入汽油中，對汽油的穩(wěn)定性和對汽油抗爆性能的改善效果進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加高分子類和嘧啶類過渡金屬配合物后，汽油的穩(wěn)定性良好；嘧啶類化合物對汽油抗爆效果無明顯改善，而高分子配體及其配合物對汽油的辛烷值都有不同程度的影響。其中高分子錳配合物和混合金屬配合物對汽油的抗爆效果產(chǎn)生負(fù)影響，而高分子配體及其它金屬配合物對汽油

5、的辛烷值有一定程度的提高。高分子羰基鐵配合物和變價(jià)鐵配合物在100ml汽油中含量僅為0.08g時(shí)即可將汽油辛烷值提高2～3個(gè)單位，高分子鎳配合物和銅配合物提高幅度不是很大，但在加量相對較少的情況下也不失為一種優(yōu)良的汽油抗爆劑。另外，通過對抗爆劑加和效應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)，抗爆劑的加量與其抗爆效果之間不存在簡單的線性關(guān)系，對于不同的抗爆劑，應(yīng)該存在最佳、最經(jīng)濟(jì)的添加量。 論文的第四部分對汽油抗爆劑的抗爆機(jī)理作了簡單綜述，在此基礎(chǔ)上對高分子

6、過渡金屬配合物用作汽油抗爆劑的抗爆機(jī)理進(jìn)行了推測，即生成的高價(jià)金屬氧化物與烴過氧自由基、烴過氧化物反應(yīng)，有效地抑制鏈反應(yīng)的速度，從而達(dá)到良好的抗爆效果。 本論文合成了一系列過渡金屬配合物，通過對它們進(jìn)行物理化學(xué)表征尤其是X-射線光電子能譜(XPS)分析，豐富了實(shí)驗(yàn)表征的化學(xué)數(shù)據(jù)。另外，將本課題合成的樹枝狀高分子過渡金屬配合物用作汽油抗爆劑在查閱文獻(xiàn)中未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)合成工藝簡單，原料成本相對較低，高分子過渡金屬抗爆劑在加量相對較