离子液体（Ionic Liquids,ILs）指完全由阴阳离子组成的,熔点在100℃以下的离子化合物。ILs具有独特的物理化学性质,包括良好的热稳定性、蒸气压低、液态范围宽、电化学窗口宽和良好的导电性等。质子化离子液体（Protic Ionic Liquids,PILs）和非质子化离子液体（Aprotic Ionic Liquids,AILs）是离子液体的两大分支。PILs结构中具有质子的给体和受体,并且PILs是由Br?nsted酸的质子转移至Br?nsted碱而形成的特殊的ILs,所以PILs不仅具有ILs的特点,还显示出较强的极性。本研究对所合成的己基乙二胺-CF3SO3（简称HHex（TFS））、辛基乙二胺-CF3SO3（简称HOct（TFS））和异辛基乙二胺-CF3SO3（简称HEtHex（TFS））三种PILs进行了基本物性和应用研究,主要包括以下四部分内容:1、PILs的合成与表征:首先,利用溴代烷和乙二胺通过取代反应制备了PILs的阳离子部位辛基乙二胺（octylethylenediamine,Oct-en）,异辛基乙二胺（2-ethylhexylethylenediamine,EtHex-en）和己基乙二胺（hexylethylenediamine,Hex-en）,并通过红外光谱图和13C-NMR谱图鉴定了烷基乙二胺的结构特征和纯度。由上述合成的三种强碱性化合物烷基乙二胺和强酸三氟甲磺酸（CF3SO3H,HTFS）通过酸碱中和反应制备了辛基乙二胺-CF3SO3（简称HOct（TFS））,异辛基乙二胺-CF3SO3（简称HEtHex（TFS））以及己基乙二胺-CF3SO3（简称HHex（TFS））三种PILs,通过13C-NMR、元素分析（CHN）、测定残余水量和红外光谱图,鉴定了其结构特征和纯度。2、PILs基本物性的测定:溶解性实验结果显示,三种TFS型PILs均易溶于苯、乙醚、氯仿等非极性溶剂和水、甲醇、丙酮、正丁醇、乙醇、丙醇等极性溶剂。其中,环己烷、正己烷以及石油醚中HEtHex（TFS）微溶,HHex（TFS）和HOct（TFS）难溶。HEtHex（TFS）的玻璃化转变温度为-58.6℃,常温下为液态。HHex（TFS）和HOct（TFS）的熔点分别为48.8℃和52.8℃,常温下为固态。热稳定性实验结果中可以看出,TFS型PILs两步分解,HHex（TFS）分解10%和90%的温度为290.5℃和373.9℃,HOct（TFS）分解10%和90%的温度分别为274.5℃和368.0℃,HEtHex（TFS）分解10%和90%的温度分别为235.5℃和342.7℃,热稳定性较好。由于这三种PILs极性较强,易于吸水,约为0.5%,水分对PILs的物理化学性质有较大的影响。因此,在常压下,温度范围T=（303.15-353.15）K内,不同含水量（0.53%,4.78%,6.00%,6.92%,7.97%,10.05%,14.83%,25.54%及54.99%）条件下,测定了水/HEtHex（TFS）体系的动力粘度（η）、离子电导率（σ）及密度（ρ）值;同时,通过Arrhenius关系式拟合了水/HEtHex（TFS）体系的动力粘度和离子电导率与温度之间的关系。结果显示,温度和水分含量对于HEtHex（TFS）的密度、粘度及电导率具有较大的影响。即,随着温度的升高,其密度呈线性降低,粘度呈现指数形式的下降趋势。然而,电导率则呈现指数形式的升高趋势。3、HEtHex（TFS）作为液体石蜡添加剂的摩擦学研究:以HEtHex（TFS）型PIL作为钢/钢摩擦副的润滑油添加剂,HEtHex（TFS）在液体石蜡（LP,润滑油基础油的模拟物）中的不同质量分数（0.00%,0.25%,0.5%,0.75%,1.00%及1.25%）条件下,考察了其在不同温度（25,50和75℃）、不同载荷（196,245和294 N）时的摩擦学性能。通过扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）和能谱分析（Energy Dispersive Spectrometer,EDS）对钢球表面磨斑的形貌及所含的元素进行了分析与表征。结果表明,加入HEtHex（TFS）添加剂后能够明显地增大LP的极压值,改善LP的减摩抗磨性能。HEtHex（TFS）在LP中添加的最佳质量分数为0.75%,在25℃,294 N时其减摩效果最好;在25℃,196 N时其抗磨效果最佳。元素分析结果表明,加入HEtHex（TFS）添加剂后在钢球表面形成了一层摩擦保护膜,从而起到了减摩抗磨的作用。4、HHex（TFS）、HOct（TFS）及HEtHex（TFS）型PILs/水两相体系吸收CO2的研究:配制了摩尔比分别为1:10、1:15、1:20及1:25的PILs/水两相体系,并在30℃下,测定了PILs/水体系吸收CO2前后的pH值、密度（ρ）、粘度（η）及电导率（σ）值。结果显示:随着体系中水的摩尔比的增加,其密度、粘度值下降、电导率值增大;吸收CO2后,与吸收CO2前比较,体系的pH值和电导率降低,密度和粘度增大。
