【摘要】：固-液相平衡是化工熱力學(xué)中一個重要的研究方向,也是工業(yè)結(jié)晶技術(shù)的理論支撐和重要基礎(chǔ)。但當前的發(fā)展現(xiàn)狀還停留在理論分析、數(shù)據(jù)積累和模型建立的初級階段,面臨著大量空白的數(shù)據(jù)庫、不完善的評估體系、傳統(tǒng)的測定方法等所帶來的一系列難題,這些難題阻礙著該領(lǐng)域的迅速發(fā)展。本文從解決以上難題入手,采用靜態(tài)平衡法測定了鄰氯苯乙酸、對氯苯乙酸、對甲氧基苯乙酸和覆盆子酮四種固體有機物質(zhì)在多種常用純?nèi)軇┖投旌先軇┲械娜芙舛?并對溶解過程進行了熱力學(xué)分析和溶解機理分析,對溶解度數(shù)據(jù)進行了模型化關(guān)聯(lián)。其核心工作包括:(1)繪制溶解度曲線并分析物質(zhì)的溶解性,總結(jié)四個固體有機物質(zhì)在目標溶劑中的溶解規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)其遵循“相似相溶”原理、溶劑化原則和官能團的溶解性原則。(2)通過熱力學(xué)分析,得出溶解過程的溶解焓、溶解熵和溶解吉布斯自由能,并計算焓貢獻值和熵貢獻值,得出各物系的溶解過程均屬于焓驅(qū)動類型,且屬于非自發(fā)的吸熱熵增過程。熱力學(xué)分析結(jié)果與溶解度分析結(jié)果相互驗證了測定結(jié)果的準確性。(3)采用三種經(jīng)驗方程(Apelblat三參數(shù)方程、Van't Hoff方程、λh方程)、三種活度系數(shù)模型(Wilson模型、NRTL模型、UNIQUAC模型)和修繕后的JA-Van,tHoff組合模型關(guān)聯(lián)了四種固體有機物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)。整體上發(fā)現(xiàn)Apelblat三參數(shù)方程和Van't Hoff方程具有普遍適用性,其平均相對偏差均小于1%。三種活度系數(shù)方程和修繕后的JA-Van't Hoff組合模型的適用條件較為苛刻,各體系的平均相對偏差在2%～3%左右,表現(xiàn)出良好的適用性。本文的創(chuàng)新點在于較早的進行了苯乙酸類衍生物和芳酮類衍生物的固-液相平衡研究,并首次提出了“優(yōu)溶劑”、“良溶劑”、“劣溶劑”兩兩搭配組合進行混合溶劑研究的實驗思路,成功開展應(yīng)用,獲得了相應(yīng)結(jié)論。同時建立了 JA-Van't Hoff組合模型,結(jié)果表明擬合效果較好,平均相對偏差較小,可用于實驗物系的關(guān)聯(lián)擬合及數(shù)據(jù)內(nèi)推。本文的研究成果能夠填補實驗物系在固-液相平衡領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)空白,為四種固體有機物質(zhì)在工業(yè)結(jié)晶技術(shù)方向提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐,實現(xiàn)物質(zhì)的精細化、綠色化、持續(xù)化生產(chǎn),推動固-液相平衡研究向高效化、系統(tǒng)化、全面化的方向發(fā)展,具有更加深遠的意義。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O642.42
【圖文】：

鄰氯苯乙酸的DSC檢測譜圖

圖２－５覆盆子酮的ＤＳＣ檢測譜圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－５邋ＤＳＣ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ邋Ｋｅｔｏｎｅ逡逑可知，四種物質(zhì)的ＤＳＣ峰圖曲線光滑，都出現(xiàn)了較好的單峰，度即為物質(zhì)的熔點ｒｍ，曲線與Ｘ軸所形成的面積即為物質(zhì)的熔值列于下表２－５。逡逑２９逡逑

通過對四種固體物質(zhì)前后的ＸＲＤ表征實驗，對比溶質(zhì)溶解前和結(jié)晶后的衍射圖逡逑譜，從而判定溶質(zhì)在溶解過程中是否發(fā)生了變化，產(chǎn)生新的物質(zhì)或發(fā)生了晶型的改變。逡逑其中，設(shè)定射線掃描角度２０為５°？９０°邋，具體的ＸＲＤ檢測譜圖如圖２－６？２－９所示。逡逑１６００００邋－邋邐逡逑？……鄰姇苯乙酸溶解前逡逑１４００００邋－邐邐鄰Ｍ名乙版結(jié)品片ｊ逡逑１２００００邋－逡逑１０００００邋－逡逑ｔ邋８００００：逡逑ｇ逡逑６００００邋－逡逑４００００邋－逡逑２。。。：邋ｉｌＪＩＭｌＬｙＬ邋．，逡逑Ｉ邋．邋ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋■邋Ｉ邋．邋Ｉ邋■邋Ｉ邋■邋Ｉ邋■邋Ｉ邋．逡逑１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０邐８０邋９０逡逑２０逡逑圖２－６鄰氯苯乙酸實驗前后的ＸＲＤ衍射圖譜逡逑Ｆｉｇ．邋２－６邋Ｘ－ｒａｙ邋ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ邋ｂｅｆｏｒｅ邋ａｎｄ邋ａｆｔｅｒ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｏｆ邋２－Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌａｃｅｔｉｃ邋ａｃｉｄ逡逑３０逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2747855