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离子液体的性质

离子液体的性质,改性和下一代

1:离子液体的性质,考虑到离子液体及其应用的宽泛性,很难简单的概括离子液体的性质和发展趋势。因此著者更愿意总结离子液体的不同点而不是共同点。而且前人总结的离子液体的某些性质也存在一定的争议:例如电化学窗口,热稳定的长久性(热稳定性在过去的一段时间过于看重),极性,挥发性(某些离子液体在适当的条件下会蒸发)。为什么会出现这种争议呢?这是近年来所取得的改进技术所带来的,测量手段的进步,知识的深化,以及那些能够显著影响离子液体的热物理性质的杂质量化(离子色谱仪,ICP-MS)的精确性带来的描述的准确性。就离子液体的物理-化学性质而言,实验手段的不同,数据库数据的时限性都会对其不一致性产生影响。但是,离子液体还是具有广发接受的类属性质。他们完全由离子组成(见表一)。举个例子来说,在熔点为12摄氏度的【BMI】【PF6】系列中,离子熔化时的密度是4.8mol/l。离子液体的熔化温度,人为地规定,要低于100摄氏度,离子度要高于99%。这些基本的类属性质在离子液体的书籍和数据库(例如离子液体的热性质-美国标准与技术协会编著)中都可以找到。这里不再一一详述-只在下文中讨论一些关键的具有代表性的性质。

熔点:文献中离子液体的熔点一定要谨慎对待,离子液体的熔点具有不确定性,它们能够经受超冷,而且可能存在杂质的影响。

挥发性:对于典型的离子液体,正常的沸点与它们的标准大气压下的饱和蒸汽压有关,通过实验的手段确定的饱和蒸汽压是不准确的,因为离子液体适当的低温条件下是不挥发的。尽管如此,还是有文献可循,离子液体在200-300摄氏度的情况下会蒸发,但是当压力急剧下降时,挥发的速度很低,小于0.01g/H。问题是什么样的离子是离子液体?离子液体中的离子本性可以部分解释它们气态时的蒸汽压可以忽略不记的事实,也可以把它们同常规的分子溶剂区分开来。离子度的量化是定义离子液体的指标。而这些又可以通过有效的离子浓度来代替。

阻燃性:与易挥发的有机溶剂相比,离子液体被证明有成为绿色溶剂的潜力,主要因为离子液体在环境中不易挥发而且具有阻燃性,即使是高温。其他符合条件的溶剂也在研究当中,但还没有引起足够的重视。值得一提的是,离子液体用在热源处并不是因为它的阻燃性。离子液体的活性很高。它们可以代替肼及其衍生物,作为能量的供体。

热稳定性和化学稳定性:通过热重分析仪推算的离子液体的热解温度,可以知道离子液体的热稳定性很好,一般大于350摄氏度。但是离子液体作为催化剂等使用时的热稳定的长期性却没有什么有价值的发现。带有【NTF2】-和【N(CN)2】-阴离子的磷类离子液体分解为易挥发的物质要经过明显的几部。分解的产物说明在此过程中发生过霍夫曼消去反应或者脱烷基化反应。含氮的离子液体不完全分解,而是发生碳化(氰基化合物则易于形成高分子化合物)。

导电性和电化学窗口:电导率是评价离子液体能否既做溶剂又做电解液的重要性质。离子液体表现出宽泛的电导率,0.1-20mS/cm。在高电导率的离子液体中,咪唑基类的电导率要比铵基类高。影响离子液体的电导率的因素很多,如粘度、密度、粒子大小、阴离子电荷离域效应、聚集态以及粒子运动。人们现在引用强离子对效应来解释为什么【NTF2】-基的离子液体的电导率比【BF4】-基的离子液体低。说到离子液体的电化学窗口,典型的离子液体在4.5-5V,与传统的有机溶剂相比,类似或者

稍低,但是比水溶剂的电解液高。四基的的铵盐类离子液体的还原性比咪唑类稳定,可以还原形成N-杂环碳烯。现在离子液体的研究方向仍然是使之具有宽泛的电化学窗口以及良好的电导率。

密度:有关离子液体的密度的文献很多。其密度比水和有机溶剂的密度大,典型的是在1-1.6g/cm3。人们现在可以模拟离子液体的密度和压力以及温度的变化关系。粘度:从工程的角度来讲,离子液体的粘度会影响其运输性质,例如扩散,也可能会影响其实际的催化应用性能。粘度在搅拌、混合和抽吸中起着重要作用。相比传统融合剂的粘度,离子液体的粘度要相对较高,大约高1/3等级。大多数离子液体的粘度20-25摄氏度时在60-1110cP的范围内变化。低粘度的离子液体的研究仍然是未来的方向。

极性:化学反应中,极性是定义溶剂效应的最重要的性质之一。也是离子液体的性质中最受争议的一项。为什么呢?因为极性没有简单的限定也没有直接的测量工具。铬显色试剂试剂可以作为经验性的定义极性限度的方法,但是这种量度(kamlet-taft方程)并非完全不受所用的测量分子的影响。极性测量的关键在于找到合适的溶剂探测分子,使测量的极性尽可能的可靠,不受溶剂的其他的影响。

毒性和可降解性:早期提到的离子液体由于其可忽略不计的蒸汽压而具有的低毒性和可降解性,现在看来是不现实的。其实常见的离子液体是不易降解的。但是这是不是就意味着离子液体在实际应用中的局限性呢?

表面张力:这是相对来说研究较少的课题。离子液体的表面张力要比有机溶剂的表面张力相对缓和。

至于工业应用,离子液体的一些性质还要在实际的生产操作中确定。一些隐藏的性质,如离子液体的压缩性,要在高压的条件下长时间的观察。和传统的溶剂相比较又怎样呢?图二就两者的极性和粘度给出了量化的描述。

2.2 离子液体适用范围的广泛性

2.2.1 综述

几年来离子液体的种类成倍的增长。因此对所有叙述的阴阳离子的离子液体进行系统的编辑是很困难的。对主要离子液体的描述可以起到一个参考作用。而各种各样的离子液体的开发则是根据不同的使用目的。一些离子液体会在下文中描述。(1)开发(复合的)功能性(通常称为定向离子液体)的离子液体越来越引起人们的关注,旨在其协同“化学”性质。质子性的离子液体和质子酸或者lewis酸离子液体可以用作酸性的催化剂或者溶剂。值得一提的是碱性的离子液体具有双重作用,既可以作为溶剂,也可以作为碱性催化剂,对纤维素的乙酰化有潜在的使用价值。离子液体具有作为可重复利用的过渡金属种类的催化剂的配体和固定相的功能(磷类,亚胺类,胺类,腈类,炔类),或者作为稳定金属纳米颗粒的保护剂和溶剂。在大批量的生产过程中,用于有机金属催化(例如脯氨酸作为手性催化剂用于非对称合成)的离子液体的开发,可以提高催化剂的循环利用的性能。手性离子液体,溶剂型或者手性引入剂,经过不同方法的修饰,可以使手性分子分别连接在离子液体的阴阳离子上。

(2)阴阳离子结合的协调一致性和阴阳离子修饰的可能性为制备特定性质的离子液体提供了可能性。例如,亲水/疏水的弹性,离子液体的粘度的降低,离子液体的稳定性的提高都是具有挑战性的课题。【NTf2】-和【N(CN)2】-阴离子的离子液体表

现出制备低粘度离子液体的可能性。而取代咪唑上的烷基,代之以弹性的醚基,则可以降低粘度的同时降低熔点(表二)。使用短支链的醚基代替烷基则可以显著的降低离子液体的粘度。这种现象已经在阴离子(如硫酸盐)和阳离子(如PEG-功能性咪唑二烃基磷酸盐)的取代基中得到了论证。硅代阳离子的新型离子液体也被报道,由于具有比醚基更柔软的侧链,从而降低了粘度。降低粘度的重要性在于质量转移的重要性,粘度降低同时也可以提高反应的速率。

离子液体在反应过程中呈现出的惰性越来越受到关注。【PF6】-和【BF4】-阴离子由于水解作用而在原位产生HF的案例已经屡见不鲜了。以质子酸为催化剂的反应中,【PF6】-为基础的离子液体经常被提起,很可能是由于HF的出现。在适当的条件下,过渡金属氟化物的形成也已经被发现。以【(C2F5)3PF3】-阴离子为基础的离子液体被认为,其化学稳定性要高于【PF6】-为基础的离子液体。

咪唑上C(2)-H的活性会影响N-杂环烯烃的出现形式被广泛的报道。实际上,以磷为基础的离子液体由于其在通常环境中具有更好的稳定性而受到极大的关注,例如在Grigard反应中。为了保护C(2)-H,2-甲基咪唑为基础的离子液体经常用到。分析得知,这是由于碳质子被硫醇链所代替。

最新的离子液体的应用中,人们更关注离子液体的生物性质。用带有二氰氨的离子液体代替肼的自燃剂的课题也已经被提上议程。人们期望这些离子液体能够更好的提供热量同时又具有良好的物理性质。离子液体中如二烃基磷酸盐甲酸酯类带有强烈的氢粘结剂的性质。它们是多糖类物质在温和环境和高浓度条件下的良溶剂。

价格和生物可降解性依然是离子液体关注的重点,可回收的原料和“低价格”的初始反应物的衍生物也已经被开发出来(表5)。这些“生物-离子液体”完全由生物材料组成。例如以胆汁素氯化物为基础的“深度共晶体混合物”的研发,而其究竟是不是“离子液体”存在一定的争议。胆汁素作为阳离子,可以很好的与适当的阴离子(胆汁素水杨酸盐的熔点在50摄氏度,根据1960年的报道)结合成离子液体。不同物理性质(粘度,熔点,热稳定性,极性)的羧酸盐阴离子,如乙酸盐、酒石酸盐、乳酸盐、琥珀酸盐、乙醇酸盐、马来酸盐与胆汁素合成离子液体已经相继问世。令人惊讶的是乙醇酸盐的Tm只有38摄氏度。这一系列的离子液体的热稳定温度在183-223摄氏度之间。马来酸盐表现出良好的粘度性质。其他以胆汁素为基础离子液体则直接采用胆汁素氢氧化物和不同的芳香族或者环状的脂肪族羧酸中和的方法合成。有趣的是,一些离子液体表现出低玻璃化温度或者低熔点。这些离子液体的生物降解性质也逐渐被发现。最近的研究发现,酯侧链部分连接在吡啶或者烟碱上的离子液体的生物降解性要比只有吡啶类似物的离子液体要好。

新型的研究材料可以使用咪唑作为骨架,使其柔韧性与硅胶和碳纳米管相近。在甲矽烷基和咪唑阳离子之间,一般采用共价键性质的基团作为支撑。硅胶表面固载的金属离子,其表面会出现一种新奇的性质,使这种金属所处的环境与【BMI】2【MX4】相提并论。

当离子液体的工艺程序可以预见的时候,离子液体的可回收性成为人们重点关注的性质:挥发性的离子液体(在相对的常温常压条件下),或是其他低热稳定性的离子液体。这些离子液体一般由弱键的基本阴离子和叔胺或者可置换的质子阳离子组成(图7)。通过挥发,中性酸性和碱性(如果易挥发)的离子可以同离子化的离子分离。但随后它们可以再结合成为离子液体。有许多这种阴阳离子组合,成为质子

酸性的离子液体的实例。氨基甲酸酯为基础的离子液体还可以形成其他种类的离子液体(主要是看溶剂的转变)。每一种实际应用的实例都要求离子液体具有特定的性质,不可能存在能够同时满足所有条件的离子液体。我们将继续关注离子液体的最新发展。

最早的离子液体之一,是Walden在1914年发现的,是质子酸种类中的一种,【EtNH3】【NO3】(熔点是12.5摄氏度,几乎所有讲述离子液体发展史的文献中都有描述),而在此之前,质子惰性的离子液体几乎占据了所有关于离子液体的文章,由于其对有机金属化合物的惰性,及其在应用方面的巨大的潜在性,尤其是在催化领域。但是,质子酸型离子液体的质子迁移在燃料电池的无限可能的应用性,让人们对质子酸型的离子液体重新产生了兴趣。Poole在介绍离子液体的发展史时,就提到了质子酸型的离子液体在色谱中的实际应用。这些离子液体中有些表现出低熔点(可以低于100摄氏度很多)和高电导率(在130摄氏度超过0.01S/cm)。大部分的非质子酸型的离子液体一般是通过Sn2反应,把烷基基团连接到N的位置上得到的。而质子酸性的离子液体则直接通过质子转移得到,一般是布伦斯特质子基团转移到碱性基团上(或者是布伦斯特碱)。它们表现出价格的优异性,而且其合成更加简单,因为其合成过程中不产生副产物。在图7中,给出了质子酸型的离子液体的合成实例。许多质子酸性的离子液体含有强酸性基团,如HNTf2,因此这种结构的平衡会向右转移,这样的离子液体可以看作离子盐。这种离子液体在常温下是液体。

NMR显示,N-H中质子是不稳定的,这说明这些离子液体不能被当做布伦斯特酸。这些离子液体的酸性性质更应该归因于合成过程中残留的介质所表现出的酸性。这就要求离子液体的纯度检验要更加的严谨,实用工具的灵敏性要高于NMR。对于弱酸,如醋酸,其平衡点就是中和反应的终点。混合物“完全或者部分”离子化仍然是争议的焦点,其关键是找到一种能够准确测定其离子化程度的实验手段,因为现在对无水条件下的平衡的评定仍然未知。所以更倾向于把这些离子液体描述成离子的“液体混合物”和中性的物质。有人建议根据具体的标准,将离子液体分类,离子度要>99%,还要仔细的定义其酸碱性(根据PKa)。

质子酸为基础的离子液体(如二烷基胺)也在研究当中。当1:1混合时,其沸点通常比酸性或者碱性前体的离子液体的沸点要高得多。这说明,其中可能发生了酸性分子和碱性离子发生了明显和快速的质子迁移。

有一点可以预见的是,在不久的将来,人们更多关注的是“可分离质子”的离子液体,它不仅可以作为溶剂,而且具有多变的性质和行为,可以结合为H键(有H给予体和接受体)并形成H键的交联网状结构。但是,这种质子咪唑盐也有自身的不足,与烷基化物及其同系物相比较而言,它们在相对较低的温度下不分解,而这恰恰是影响其可重复利用性质的重要因素。

另一个关于质子酸型的离子液体的有趣现象出现在以亲水性的单一分散体和枝化的树枝状聚合物,如聚酸胺胺为基础的离子液体中。这种高聚物含有布伦斯特酸作为质子酸,以【NTf2】-代替可置换的阴极离子,从而形成疏水的离子液体,由于反向键自身的柔韧性,其Tm较低。这也决定了其电导率和热性质(接近350摄氏度)的降低。这种离子液体,除了可以作为质子导电的电解液以外,还可以适用于粒子的灌封。

除了PILs以外,布伦斯特离子液体还可以有其他的分类方法。2004年,关于离子液

体的概述中,将其分为羧酸酯类,酸类以及两性离子类。最新的一种分类方法是根据离子液体在有机合成和催化方面的应用。

离子液体的性质

离子液体的性质,改性和下一代 1:离子液体的性质,考虑到离子液体及其应用的宽泛性,很难简单的概括离子液体的性质和发展趋势。因此著者更愿意总结离子液体的不同点而不是共同点。而且前人总结的离子液体的某些性质也存在一定的争议:例如电化学窗口,热稳定的长久性(热稳定性在过去的一段时间过于看重),极性,挥发性(某些离子液体在适当的条件下会蒸发)。为什么会出现这种争议呢?这是近年来所取得的改进技术所带来的,测量手段的进步,知识的深化,以及那些能够显著影响离子液体的热物理性质的杂质量化(离子色谱仪,ICP-MS)的精确性带来的描述的准确性。就离子液体的物理-化学性质而言,实验手段的不同,数据库数据的时限性都会对其不一致性产生影响。但是,离子液体还是具有广发接受的类属性质。他们完全由离子组成(见表一)。举个例子来说,在熔点为12摄氏度的【BMI】【PF6】系列中,离子熔化时的密度是4.8mol/l。离子液体的熔化温度,人为地规定,要低于100摄氏度,离子度要高于99%。这些基本的类属性质在离子液体的书籍和数据库(例如离子液体的热性质-美国标准与技术协会编著)中都可以找到。这里不再一一详述-只在下文中讨论一些关键的具有代表性的性质。 熔点:文献中离子液体的熔点一定要谨慎对待,离子液体的熔点具有不确定性,它们能够经受超冷,而且可能存在杂质的影响。 挥发性:对于典型的离子液体,正常的沸点与它们的标准大气压下的饱和蒸汽压有关,通过实验的手段确定的饱和蒸汽压是不准确的,因为离子液体适当的低温条件下是不挥发的。尽管如此,还是有文献可循,离子液体在200-300摄氏度的情况下会蒸发,但是当压力急剧下降时,挥发的速度很低,小于0.01g/H。问题是什么样的离子是离子液体?离子液体中的离子本性可以部分解释它们气态时的蒸汽压可以忽略不记的事实,也可以把它们同常规的分子溶剂区分开来。离子度的量化是定义离子液体的指标。而这些又可以通过有效的离子浓度来代替。 阻燃性:与易挥发的有机溶剂相比,离子液体被证明有成为绿色溶剂的潜力,主要因为离子液体在环境中不易挥发而且具有阻燃性,即使是高温。其他符合条件的溶剂也在研究当中,但还没有引起足够的重视。值得一提的是,离子液体用在热源处并不是因为它的阻燃性。离子液体的活性很高。它们可以代替肼及其衍生物,作为能量的供体。 热稳定性和化学稳定性:通过热重分析仪推算的离子液体的热解温度,可以知道离子液体的热稳定性很好,一般大于350摄氏度。但是离子液体作为催化剂等使用时的热稳定的长期性却没有什么有价值的发现。带有【NTF2】-和【N(CN)2】-阴离子的磷类离子液体分解为易挥发的物质要经过明显的几部。分解的产物说明在此过程中发生过霍夫曼消去反应或者脱烷基化反应。含氮的离子液体不完全分解,而是发生碳化(氰基化合物则易于形成高分子化合物)。 导电性和电化学窗口:电导率是评价离子液体能否既做溶剂又做电解液的重要性质。离子液体表现出宽泛的电导率,0.1-20mS/cm。在高电导率的离子液体中,咪唑基类的电导率要比铵基类高。影响离子液体的电导率的因素很多,如粘度、密度、粒子大小、阴离子电荷离域效应、聚集态以及粒子运动。人们现在引用强离子对效应来解释为什么【NTF2】-基的离子液体的电导率比【BF4】-基的离子液体低。说到离子液体的电化学窗口,典型的离子液体在4.5-5V,与传统的有机溶剂相比,类似或者

离子液体

一、离子液体 离子液体就是在温室(或稍高于温室的温度)下呈液态的离子系统,或者说,离子液体是仅由离子所组成的液体[27]。在组成上,它与我们概念中的“盐”相近,而其熔点通长又低于温室,所以,也有人把离子液体叫做温室离子液体、液态有机盐等[28]。 离子液体与传统的有机溶剂、水、相比具有许多优良的性能[29]:良好的溶解性;2具有较高的离子传导性;3较高的热稳定性;4较宽的液态温度范围;5较高的极性、溶剂化性能;6几乎不挥发、不氧化、不燃烧;7对水、对空气均稳定;8易回收,可循环使用等。(材料) 【离子液体( ion ic liqu ids) , 又称室温离子液体( room or amb ient temperature ionic liquids) 或室温熔融盐, 也称非水离子液体, 有机离子液体等。离子液体是指没有电中心分子且100% 由阴离子和阳离子组成, 室温下为液体的物质。它是由一种含氮或磷杂环的有机阳离子和一种无机阴离子组成的盐, 在室温或室温附近温度下呈液态。本身具有优异的化学和热力学稳定性, 有较宽的温度范围, 对有机及无机化合物有很好的溶解性, 室温下几乎没有蒸汽压, 可用于高真空条件下的反应, 具有良好的导电性, 较高的离子迁移和扩散速度, 不燃烧,无味, 是一种强极性、低配位能力的溶剂。与传统的工业有机溶剂相比, 由于其几乎不可测出的蒸汽压、不挥发、无污染, 故也称之为绿色溶剂。目前, 离子液体已引起了世界各国科学家的广泛重视。】(百度) 二、离子液体的结构 离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成的盐离子间的静电引力较弱因而具有较小的晶格能在常温下呈现液态离子液体的种类很多,当前研究的离子液体的正离子有四类:烷基季铵离子、烷基季鏻离子、1,3-二烷取代的咪唑离子、N-烷基取代的吡啶离子[30-31]。(材料) 【当前研究的离子液体的正离子有4类[ 3] : 咪唑离子, 吡啶离子, 烷基季铵离子, 烷基季鏻离子。1, 3二烷基取代的咪唑离子或称从N, N二烷基取代的咪唑离子, 简记为[ R1R3 im ]+, 若2位上还有取代基R2, 则简记为[ R1R2R3 im] + ; N烷基取代的吡啶离子记为[ RPy ]+; 烷基季铵离子,[ NRxH4- x ] + ; 烷基季鏻离子[ PRxH4- x ] + 。 除上述四类常见常用的离子液体外, 还不断有性能、应用、结构特殊或成本较低的离子液体被合成和研究。一些新型阳离子的出现, 如胍类、吗啉、己内酰胺、二吡啶、哌啶、三唑、吡唑、噻42康永离子液体的特性及其应用唑、异喹啉等, 更加丰富了离子液体的种类; 手性离子液体的合成将为离子液体的发展提供新的活力, 也必将在手性合成与分。 离中占有重要的地位。另外还有多聚阳离子的离子液体。】(百度) 三、离子液体的性质 (一)熔点 评价离子液体的一个关键参数就是其熔点, 因此研究离子液体的组成与熔点的关系将非常有意义。在多种离子液体中, 咪唑盐熔点较其它同碳数的铵盐要低。咪唑盐阳离子的大小、对称性及不同碳级数的取代基以及取代基链长的改变都会影响离子液体的熔点。离子液体的熔点与其化学结构间的关系目前还未找到明确的规律, 但已经积累了一些经验[ 1 ] :( 1) 含对称的阳离子如[ mm im] (二甲基咪唑)、[ eeim ] (二乙基咪唑) 的离子液体比不含对称性的阳离子如[ em im] ( 1乙基3甲基咪唑) 的离子液体有相对较高的熔点; ( 2) 负离子为

离子液体

1, 离子液体是指由有机阳离子和无机/有机阴离子构成的室温下或室温附近呈液态的盐[ 1 ] 。离子液体具有不挥发、液程宽、溶解强、热稳定性高、可调节、可循环利用[ 2 ]等特性,在多相分离[ 3 ]和化学反应[ 4 ]等领域显示出良好的应用前景,是在绿色化学的框架下发展起来的全新的介质和软功能材料。 2, 它具有如下优点: ( 1)几乎没有蒸气压、不挥发、无色、无味; ( 2)在较大的温度范围内,有很好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口; ( 3) 通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性[ 2- 4 ] 。与其他固、液体材料相比, 离子液体往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能, 是一类新型的介质或软!功能材料[ 5] 。 3,离子液体( Ion ic Liquids, 简写: ILs), 又称室温离子液体( Room or Ambient Temperature Ion ic L iqu ids, RTILs) , 是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。离子液体一般由有机阳离子(目前研究的有机阳离子主要有: 咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季膦盐类四类)和无机或有机阴离子组成(如[ PF6 ] - 、[ BF4 ] - 、Br- 、C l- 、I- 、[ A l2 C l7 ] - 、[A lC l4 ] - 等; 有机阴离子主要为含氟阴离子, 如[ ( CF3SO2 ) 2N ] - 、[ CF3 SO3 ] - 、[ CF3COO ] - 、[ CF3CO2 ] - 等[ 1- 4] 。离子液体具有可设计, 品种多,性能独特, 应用领域广泛等特点。 4, 离子液体常规合成法主要包括一步法和两步法。 一步法: 采用叔胺与卤代烃或酯类物质发生加成反应,或利用叔胺的碱性与酸性发生中和反应而一步生成目标离子液体的方法[2]。如Yuan 等采用一步法合成了胍类离子液体[3]和多种醇胺羧酸盐功能化离子液体[4,5]。 两步法: 两步法的第一步是通过叔胺与卤代反应制备出季铵的卤化物;第二步再将卤素离子置换为目标离子液体的阴离子[2]。如作者所在课题组采用该法制备了数十种咪唑类离子液体[3,6—8]、氨基酸类离子液体[9,10]、膦类离子液体[9,11,12]。图3为本课题组采用常规法合成的功能化离子液体。 5,室温离子液体近年来广泛应用于催化、分离分析科学以及电化学等诸多领域[ 1~ 3] 。目前采用的室温离子液体主要为咪唑类物质, 它们具有对空气和水不敏感、熔点较低等优点。离子液体的合成通常采用两步法, 即首先由N2甲基咪唑和卤代烷合成中间体卤化烷基咪唑,然后经过离子交换制得目标化合物。一般采用溶剂回流的方法来制备, 耗时长, 需数小时至数十小时才能合成目标产物, 另外反应过程中要用到大量有机溶剂[ 4] 。微波作为一种新的加热能源, 具有加热均匀、反应速度快、操作方便、产率高等特点, 在有机及无机合成、分析化学、催化、食品、医药等领域均有应用[ 4~ 7]

离子液体的物理性质与应用

离子液体的物理性质与应用 离子液体是指在较低温度下,由离子组成的一种液体物质。相较于 传统的有机溶剂或水溶液,离子液体具有独特的物理性质和化学性质,因此在多个领域有着广泛的应用。本文将对离子液体的物理性质进行 探讨,并介绍其在不同领域的应用。 一、离子液体的物理性质 1. 密度和黏度:离子液体的密度通常较高,约为水的2-3倍。这是 由于离子液体中带电离子之间的静电吸引力导致的。同时,由于离子 液体中的离子较大,分子间的距离相对较远,因此离子液体的黏度较高。 2. 熔点和沸点:离子液体的熔点通常较低,一些离子液体甚至可以 在室温下存在。这是由于离子液体中的离子静电排斥力的存在,使得 离子之间的结构较不稳定。然而,由于离子液体中存在大量的离子对,使得离子液体的沸点较高。 3. 溶解性:由于离子液体中离子的高度极化特性,使得离子液体能 够溶解诸多极性和非极性溶质。这为离子液体在催化、分离和电化学 领域等提供了良好的应用基础。 4. 热稳定性:离子液体在高温下通常能够保持其结构和性质的稳定性。这使得离子液体可以在高温条件下应用于高温反应、高功率电池 等领域。 二、离子液体的应用

1. 光催化:离子液体的特殊性质使其成为一种优秀的催化剂。由于 离子液体的高度极化性质,使得其能够有效促进光催化反应的进行。 离子液体可以作为催化剂的载体,也可以与金属离子形成稳定的配合 物用于光催化反应。 2. 电化学领域:离子液体由于其优异的导电性和化学稳定性,被广 泛应用于电化学领域。离子液体可以作为电解质在电池、超级电容器、燃料电池等能源转换和储存装置中使用。此外,离子液体也可用作电 沉积、电析等电化学过程中的溶剂和催化剂。 3.分离技术:由于离子液体的独特溶解性能,可以用于各种分离技 术中。例如,离子液体可以用作液-液萃取剂,用于有机物的提纯和分离。此外,由于离子液体对气体具有高度的吸附能力,还可以用于气 体吸附分离和气体储存。 4.催化剂的设计:离子液体能够与金属离子形成稳定的离子配合物,这为合成新型催化剂提供了可能。离子液体可以调控催化剂中金属离 子的配位环境和电荷状态,从而改变催化剂的活性和选择性。 结语 离子液体是一种具有特殊物理性质和化学性质的液体。通过深入了 解离子液体的物理性质,我们可以更好地了解离子液体的应用潜力, 并开发出更多的应用领域。离子液体的应用前景广阔,将有助于推动 科学技术的发展和创新。 (字数:918字)

离子液体百科全书

离子液体百科全书 标题:离子液体百科全书 一、引言 离子液体,作为一种新型的绿色溶剂,近年来在化学、材料科学、生物技术、能源科学等领域引起了广泛的关注。它们的独特性质,如极低的挥发性、宽的电化学窗口、高的热稳定性和良好的溶解能力,使其在众多科研和工业应用中展现出巨大的潜力。本文将作为一部离子液体的百科全书,逐步解析离子液体的基本概念、结构特性、制备方法、应用领域以及未来发展趋势。 二、基本概念 离子液体,又称室温离子液体或熔盐,是一种在室温或接近室温下呈液态的盐。其主要由阳离子和阴离子组成,其中阳离子通常为有机阳离子,如咪唑、吡啶、季铵等,而阴离子则多为无机或有机酸根离子,如卤素、硫酸氢根、羧酸根等。 三、结构特性 离子液体的特殊性质主要源于其独特的结构特性。首先,由于其由阴阳

离子构成,离子液体具有高的电导率和离子迁移率。其次,由于其阳离子通常是大的有机分子,使得离子液体具有较低的蒸气压和极低的挥发性。此外,离子液体的结构可设计性强,通过改变阳离子和阴离子的种类和大小,可以调节离子液体的物理化学性质,以适应不同的应用需求。 四、制备方法 离子液体的制备方法主要包括直接合成法和离子交换法。直接合成法是将含有目标阳离子和阴离子的化合物在适当的条件下反应,生成目标离子液体。离子交换法则是先制备出一种离子液体,然后通过离子交换反应,将其中的部分离子替换为所需的离子,得到目标离子液体。 五、应用领域 1. 化学反应介质:由于离子液体具有宽的电化学窗口、高的热稳定性和良好的溶解能力,被广泛用作化学反应的介质,特别是在电化学反应、催化反应和生物质转化等领域。 2. 环境友好溶剂:由于离子液体的极低挥发性和生物降解性,被视为替代传统有机溶剂的理想选择,用于各种萃取、分离和纯化过程。

离子液体的化学结构与物理性质

离子液体的化学结构与物理性质 离子液体作为一种新型绿色溶剂,在化学、材料、环境和能源等领域得到了广 泛的应用。它是由离子对组成的稳定液态体系,具有较低的挥发性、较高的热稳定性、较宽的电化学窗口和较好的解剖能力。本文将重点介绍离子液体的化学结构和物理性质。 一、离子液体的化学结构 离子液体的化学结构可以分为两部分:阳离子和阴离子。一般来说,离子液体 的阳离子和阴离子可以通过化学键、氢键、范德华力等相互作用力相互结合,形成强烈的相互作用。其化学键通常包括共价键、离子键、氢键等多种化学键。其中,离子键是最常见的化学键,它是由正负离子之间的静电吸引力形成的化学键。而氢键是一种弱的化学键,是由氢原子和更电负的原子之间的相互作用而产生的。 除了化学键,离子液体的化学结构还包括ジіω合物(离子与溶剂分子之间的 相互作用)、杂化型离子液体(封闭的化合物结构和传统离子液体结合成的类似复合物)、CO2俘获和CH4俘获等,其化学结构多样。 二、离子液体的物理性质 离子液体的物理性质是由其化学结构所决定的。下面将重点介绍离子液体的熔点、密度、热稳定性以及对环境和生物的影响。 1. 熔点 离子液体的熔点通常很低,常在100-200℃范围内。这是因为离子液体的分子 结构决定了它具有较小、较简单的分子结构,不具有大量的分子碰撞之间的热运动。另外,在离子液体中,离子对通常具有较强的静电作用力,阻碍了离子的运动,导致熔点降低。 2. 密度

离子液体的密度也比较高,通常在1.2-2.2 g/cm³之间。这是因为离子液体具有 很高的分子数,高分子密度,而且离子对之间的作用力很强,使其密度难以降低。 3. 热稳定性 离子液体具有较好的热稳定性。在高温下,离子液体不会分解,也不会发生挥发。这种稳定性是由其特殊的化学结构所决定的,其分子极化性小,分子键强度高、稳定性高,热辐射不易破坏。 4. 对环境和生物的影响 离子液体是一种绿色、低毒性的材料。它具有良好的生物相容性,并能在很大 程度上减少对环境的污染。此外,离子液体中的离子对常常具有良好的解剖力,能够加速物质的运动和反应速率。 三、离子液体的应用 离子液体能够在化学、材料、环境和能源等领域得到广泛的应用。它可以作为 一种绿色、低毒性的溶剂,用于生物、化学和电化学研究,也可以应用于催化、分离和能源领域。另外,在某些领域,离子液体仍然存在一些问题,如生产成本高、极性质量稳定等,需要更多的研究来加以解决。 总之,离子液体是一种新型绿色溶剂,它具有较低的挥发性、较高的热稳定性、较宽的电化学窗口和较好的解剖能力。其化学结构多样,物理性质复杂,应用领域广泛,是现代化学研究的焦点之一。

离子液体的特点及在化学反应中的应用

离子液体的特点及在化学反应中的应用 离子液体是混合等离子体和非对称微观液滴、凝胶中液体,其特点有: 1、热稳定性极好:由于离子液体具有极强热稳定性,它可以承受较高 的温度,并且温度升高时不会凝固或汽化; 2、可填充性好:当晶体溶解在离子液体中时,它们能有效地容纳将溶 解物质分层,从而提高填充性; 3、溶解光学不变性:由于离子液体呈等离子体结构,因此它的溶解物 质光学不变性非常强; 4、良好的电化学性质:离子液体具有良好的电化学活性,电解质的电 容量和离子电导率非常高; 5、优异的化学稳定性:由于离子液体具有良好的稳定性,它能够阻止 许多反应,如光解和氧化反应; 6、大量的结合作用:离子液体具有大量的静电结合作用,能够较好地 保持化学位置,从而提高反应的效率。 离子液体在化学反应中的应用:

1、吸附:在一定浓度的溶液中,可以在离子液体吸附物质上吸附体,从而得到高精密度的分离和分级; 2、混合:离子液体可以稳定有机分子晶格,从而调整复杂介质间的相互作用,实现物料之间的混合; 3、氧化:离子液体能够抑制受体物质的氧化反应,抑制敏感反应物的氧化,从而提高反应的效率; 4、脱水:离子液体中可以稳定有机分子的构型,对于含饱和尿素或醛的有机物质可以实现脱水的反应; 5、化学反应:在离子液体中,有机反应可以快速发生,从而实现极高率的反应,也可用于金属铝的微粒加工; 6、阻止有害的氧化介质:离子液体还可以用来阻止有害的氧化介质,例如氧气和氧化氢等,这有助于提高摩尔体系的安全性。 总之,离子液体具有良好的稳定性、可填充性、电化学性质以及化学稳定性等特点,在化学反应中有着重要的应用,如吸附、混合、氧化等,可以提高反应率和效率,有助于控制不利的氧化介质,并可以用于金属铝的微粒加工工艺。

离子液体性质及应用研究

离子液体性质及应用研究 离子液体是一种由阳离子和阴离子组成的液体,它的出现引起了科学界的广泛关注。相对于常规的分子液体,离子液体不仅具有较高的热稳定性和电导率,还具有较好的可溶性、极化性、可控性和可再生性等特点。因此,离子液体在诸多领域具有广泛的应用价值。 离子液体的结构与性质 离子液体的结构是由离子间的相互作用力和空间排布所决定的。目前已知的离子液体主要由几种离子对组成,例如,咪唑阳离子、咪唑类阳离子、咪唑咪唑类阳离子等,它们与一些阴离子如六氟磷酸根离子、六氟硼酸根离子等组成。这些离子对的组合方式不同,会导致离子液体具有不同的结构和性质。 离子液体的性质主要包括热力学性质、电化学性质和传质性质等。其中,热力学性质与分子液体相似,离子液体的凝固点和沸点与分子量、气压和温度等因素有关。电化学性质是离子液体颇具特点的性质之一,它与离子间的作用力和离子的运动轨迹有关。而传质性质不仅受离子结构的影响,也受溶质分子和离子之间互相作用的影响。 离子液体的应用 离子液体的应用前景非常广阔,在许多领域已经得到了广泛的应用。下面分别介绍其中的几个方面: 1. 离子液体在化学反应中的应用 由于离子液体具有良好的可溶性、极性和可控性等特点,因此在化学反应中可以用作溶剂、催化剂或离子液体基催化体系的构建,并在有机合成、催化反应、电化学反应等方面得到了广泛的应用。 2. 离子液体在能源领域的应用

离子液体作为电解质被应用于超级电容器、锂离子电池等绿色能源领域,以提高储能、传输和转化的效率。同时,离子液体也可用于太阳能电池、燃料电池等高效能源转化技术中,以实现可持续能源开发利用。 3. 离子液体在生物医学领域的应用 离子液体在生物医学领域应用主要是指其在药物开发、仿生医学材料合成和分析测试等方面的应用。离子液体可以为生物大分子提供良好的溶解和反应条件,同时作为无机-有机杂化纳米材料的载体,也可以在人工心脏、人工皮肤和仿生传感器等方面发挥重要作用。 综上所述,离子液体作为新型液体材料,具有较高的热稳定性、电导率和可再生性,并且在化学反应、能源和生物医学等领域具有广泛的应用。虽然其应用还存在一些困难和挑战,但随着研究的深入和技术的进一步发展,离子液体在未来将会有更广阔的应用空间。

离子液体的性质和应用研究

离子液体的性质和应用研究离子液体是一种新型的绿色溶剂,其常温下呈液态,由离子构成的物质。它的分子结构足以影响许多不同的物理和化学性质,为科学家们在几乎所有领域提供了发现新的应用程序的机会,尤其是在催化,材料科学和电化学领域。本文将介绍离子液体的性质和应用研究。 一、离子液体的性质 离子液体是一类特殊的非晶态物质,其主要特点在于它的离子性。通常来说,离子液体可以分为两类:有机和无机。前者主要由低对称正离子和大型阴离子组成,而后者由大型正离子和小型阴离子组成。与传统有机和无机溶剂不同,离子液体的静电相互作用很强,因此许多物理性质与其他液态不同。 离子液体具有许多诱人的性质,与传统有机和无机溶剂相比,具有以下优点: 1、高化学稳定性

离子液体具有高度的化学稳定性,对氧化、减反应不敏感。同时,高稳定性还允许离子液体在高温、高压等不同的环境条件下仍能保持其本质性质。 2、可重复利用 由于离子液体可以分离出高纯度的物质,离子液体可以在许多催化反应中作为催化剂重复使用。这种可回收性对于催化和反应工程领域的重要性不言而喻,并且已被实际证明是一种具有潜力的解决方案。 3、可调节性 由于离子液体的组成是非常灵活的,可以通过改变阳离子或阴离子的选择和添加外加剂来控制其物理和化学性质。这种可调节性可以让科学家在需要的特定应用领域中寻找最合适的配方。 4、良好的热传导性和电导率

离子液体具有良好的热传导性和电导率。这两种性质对于许多 应用非常重要,如电化学反应,流体加热,传质,热导和吸附等。 二、离子液体的应用研究 离子液体的独特性质和优势促进了广泛的应用。以下是离子液 体的一些典型应用。 1、催化剂 离子液体可用于各种催化反应,例如制备化学品或连续加氢 (如制备氢气)的催化反应。它们的优点是高催化活性,可回收 性好,并且具有长寿命。 2、萃取材料 离子液体已成为合成物化学和分离过程中的重要组成部分。与 传统的溶剂相比,离子液体不依赖于毒性有机溶剂的开采,大大 提高了生产的可持续性。

lig3离子液体

lig3离子液体 摘要: 1.离子液体的概念和性质 2.LIG3离子液体的制备方法 3.LIG3离子液体的应用领域 4.LIG3离子液体的优缺点及前景展望 正文: 离子液体是一类具有高离子浓度的液体,其独特的物理和化学性质使其在许多领域具有广泛的应用前景。LIG3离子液体是一种具有代表性的离子液体,本文将对LIG3离子液体的相关知识进行介绍。 1.离子液体的概念和性质 离子液体是由正负离子组成的均匀混合物,其物理性质与传统分子液体有很大差异。离子液体通常具有较高的熔点、沸点和导电性。此外,离子液体还具有良好的溶解性和选择性,这使得它们在化学反应和分离过程中具有独特的优势。 2.LIG3离子液体的制备方法 LIG3离子液体的制备方法主要包括溶液法、熔融法和气相合成法。溶液法是利用有机或无机酸碱在溶剂中发生反应生成离子液体。熔融法是通过熔融盐或金属氧化物来制备离子液体。气相合成法则是通过气相反应生成离子液体。这些方法在制备LIG3离子液体时可以根据实际需求进行选择。 3.LIG3离子液体的应用领域

LIG3离子液体在许多领域都有广泛的应用。首先,LIG3离子液体可以用作溶剂,由于其高离子浓度,可以提高化学反应速率和选择性。其次,LIG3离子液体还可以作为催化剂和催化剂载体,其高导电性和稳定性使得它们在电化学反应中具有优异的表现。此外,LIG3离子液体还可以应用于分离和膜技术,如离子交换膜和电渗析。 4.LIG3离子液体的优缺点及前景展望 LIG3离子液体具有一系列优点,如高离子浓度、良好的溶解性和选择性、高熔点和导电性等。然而,LIG3离子液体也存在一些缺点,如对有机物的溶解性较差、价格相对较高以及环境友好性有待提高。尽管如此,随着科学技术的进步,LIG3离子液体的性能将得到进一步优化,其在各个领域的应用也将得到拓展。 总之,LIG3离子液体作为一种具有独特性质的离子液体,在化学、材料和能源等领域具有广泛的应用前景。

离子液体的化学和物理性质

离子液体的化学和物理性质离子液体,又称离子型液体,是一种具有高离子电导率的有机盐类化合物,通常是用离子间吸引力较强的阳离子和阴离子组成的。由于离子液体中离子的空间分布与传统液体不同,离子液体的物理和化学性质也与传统液体有很大不同。 一、离子液体的物理性质 1、粘度较大,呈现黏稠状。 离子液体中阴离子和阳离子间的强吸引力使液体分子之间的作用力加强,因此其粘度较普通液体要大得多,常常呈现黏稠状。 2、热稳定性好,不易挥发。 离子液体的热稳定性强,一般情况下不易挥发。在高温下,离子液体也不容易发生化学反应,因此具有广泛的应用前景。 3、导电性强。

由于离子液体中含有大量的离子组分,其电导率远大于普通液体。在一定温度范围内,离子液体的电导率与液体中离子浓度、温度等因素有关。 二、离子液体的化学性质 1、与传统液体不同的离子分布模式。 离子液体中离子是分散的,通过分子间离子间强作用力维持离子的相对位置,离子分布方式不同于传统液体。 2、与传统液体相比,具有很高的离子化度。 离子液体中,离子浓度相对很高,可以达到50%-80%,这是传统液体无法达到的。 3、离子液体在低温下也能显示出溶解能力。

离子液体具有较强的极性,即使在较低的温度下也能够形成可 溶于水的混合物。 三、离子液体的应用 离子液体在新能源、化学、材料等领域都有广泛的应用。离子 液体作为绿色溶剂,可以替代传统有机溶剂,可以用于稀释、萃取、合成过程中的反应物和催化剂,避免了传统溶剂对环境的污 染和对人体的危害。 此外,离子液体还具有优良的导热和导电性能,可以用于新能 源电池的电解液和催化剂、溶剂等方面的研究和应用。可以想见,随着人们对于环境保护和绿色化的需求越来越高,离子液体的应 用前景必将更加广阔。 最后,虽然离子液体在许多方面具有优异的物理和化学性质, 但其成本较高,使用起来也更为复杂。研究制造一种廉价、易操 作的离子液体将是未来技术发展的重要方向。

离子液体的物理化学性质及其应用研究

离子液体的物理化学性质及其应用研究 离子液体是一种特殊的液体,它不同于普通的有机溶剂或水溶液,而是由离子组成的。它的化学结构使其具有许多独特的物理化学性质,这些性质为其在生产、能源、材料和环境等方面的应用提供了广泛的机会和前景。本文将探讨离子液体的物理化学性质及其应用研究的现状。 一、离子液体的物理化学性质 1.独特的溶解性 离子液体可以溶解许多有机化合物和无机盐,能够溶解金属、氧化物和半导体等物质。一些离子液体由于其独特的化学结构,具有优良的水溶性,甚至可以作为生物体液替代品。 2.高的热稳定性 离子液体的热稳定性远远高于有机溶剂或水,可以在高温、高压或强酸碱环境下稳定存在。这种特性为其在高温反应、燃料电池等领域的应用提供了可能。 3.良好的电化学性质 离子液体中的离子是自由移动的,具有良好的导电性和反应活性,因此被广泛应用于电化学领域。离子液体电解液被用作燃料电池、锂离子电池、柔性电子等领域关键材料之一。 4.特殊的表面性质 离子液体具有优良的润湿性和界面活性,可以在固液、气液、液液界面上形成极薄的液膜,是表面活性剂、涂层等领域的重要组成部分。 二、离子液体的应用研究

1.化学反应催化剂 由于离子液体的物理化学性质与有机溶剂和水不同,在化学反应时,离子液体的催化效果往往比它们更好。离子液体中的阳离子和阴离子的反应性、结构和催化活性组合起来,可以用于制备具有高催化效率和选择性的手性催化剂、石墨烯氧化剂和金属催化剂等。 2.先进材料制备 离子液体不仅可以在化学反应中起到催化或溶剂的作用,还可以直接用作原料合成高质量的材料。离子液体被用于从废水中回收稀土元素、制备高纯度的氧化铝粉末、制备纳米金属粉末,以及合成有机分子筛、纳米纤维素等。 3.绿色能源技术 离子液体被广泛应用于绿色能源技术中,如燃料电池、太阳能电池、锂离子电池等。它们具有高离子传递率、低挥发性、高化学稳定性和良好的热稳定性,因此被认为是一种理想的电解液和电极材料。 4.环境保护 离子液体的绿色性质和优异物理化学性质为其在环境保护中的应用提供了一种新的方向。它可以用于吸附和提取有害物质、降解有机化合物、回收金属等。三、结语 离子液体的独特物理化学性质和广泛的应用前景使其成为当前研究热点之一。未来,离子液体的研究将为人类社会的可持续发展提供更好的解决方案。

离子液体的性质及其应用研究

离子液体的性质及其应用研究 一、离子液体的概述 离子液体是指在室温下呈液态的盐,其由离子对组成。离子液 体因其独特的化学结构和物理性质,在化学、材料科学、生物科学、环境科学等领域有着广泛的应用。离子液体类似于分子液体,但其具有可调控的性质,如熔点、粘度、溶解度等,同时也具有 多种特殊性能,例如高电导率、热稳定性、化学惰性等。 二、离子液体的性质 1. 物理性质 离子液体具有极低的蒸汽压和表面张力,与普通的分子液体相比,离子液体的表面张力要低很多,这也是离子液体用作表面活 性剂的原因之一。此外,离子液体的熔点和沸点都非常低,某些 离子液体的熔点比水还低,这使得它们可以在室温下呈液态。 2. 化学性质 离子液体由离子对组成,它们之间的作用力非常强,常规的化 学反应在离子液体中无法进行。因此,离子液体具有较高的化学 惰性,具有良好的化学稳定性,能够承受高温、高压和强酸等恶 劣的化学环境,这也是离子液体在化学领域中得到广泛应用的原 因之一。

3. 生物学性质 离子液体具有低毒性、无臭味和不挥发等生物学性质,这使得它们能够广泛用于生物医学领域,例如制备支持膜、生物催化剂等。 三、离子液体的应用研究 1. 催化剂 离子液体具有高的电化学稳定性和催化活性,因此,离子液体已经成为最常用的催化剂之一。常见的离子液体催化剂有离子液体催化剂、离子液体支持催化剂等,例如提高生物质转化效率和降低催化剂的使用量等。 2. 分离技术 离子液体的低挥发性和高热稳定性使得它们成为分离技术中的优秀溶剂。例如,离子液体可以用于萃取、液液分配等分离技术中,也能够用于金属离子和有机物分离等。 3. 储能技术 离子液体作为电解质在电化学能量存储中具有潜在应用。由于其化学和电化学稳定性,离子液体可以作为电容器、电池、超级电容器和燃料电池等。 4. 光电子器件

离子液体概述及其应用

离子液体概述及其应用 前言:离子液体是仅由阴阳两种离子组成的有机液体,也称之为低温下的熔盐。离子液体具有低蒸汽压,良好的离子导电导热性,液体状态温度范围广和可设计性等优点。离子液体所具备的这些其他液体无法比拟的性质,给大部分传统化工反应提供了新的思路,特别是在绿色化学设计中的应用。本文首先阐述了离子液体的基础知识,而后着重讨论了离子液体在催化及有机合成领域,摩擦领域,生物医药领域中的应用。 主题: 一 离子液体概述 1.1离子液体的发展及性质 20世纪时“离子液体”(IL )仅仅是表示熔融盐或溶盐的一个术语,比如高温盐。现在,术语IL 大部分广泛的用在表示在液态或接近室温条件下存在的熔盐。早在1914年,Walden [1]合成出乙基硝酸铵,熔点为12℃,但当时这一发现并未引起关注。20世纪40年代,Hurley 等人报道了第一个氯铝酸盐离子液体系AlCl3-[EPy]Br 。此后对这一氯铝酸盐离子液体系进行了不断的扩充,包括各种基团修饰,如N-烷基吡啶,1,3-二烷基咪唑等,另外研究了此类离子液体系在电化学,有机合成以及催化领域的应用并有很好的效果[2]。但是由于此类离子液体共同的缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl ,对水和空气敏感,从而限制了他们的应用。所以直到1992年,Wilkes [3]领导的小组合成了一系列由咪唑阳离子与-4BF ,-6PF 阴离子构成的对水和空气

都很稳定的离子液体。此后在全世界范围内形成了研究离子液体的热潮。这是由于ILs 存在很多优异而特殊的性质。(1)液体状态温度范围广,300℃;(2)蒸汽压低,不易挥发;(3)对有机物,无机物都有很好的溶解性,是许多化学反应能够在均相中完成;(4)密度大,与许多溶剂不溶,当用另一溶剂萃取产物时,通过重力作用,可实现溶剂与产物的分离;(5)较大的可调控性;(6)作为电解质具有较大的电化学窗口,良好的导电性,热稳定性。这些特殊的物理化学性质可以产生许多新应用,同时也会提高现有的科技水平。到目前为止,已经合成并报道了大量的ILs ,图1显示了典型的阳离子结构,阴离子结构和侧基链[4]。我们可以通过选择合适的离子组成从而实现ILs 物理化学性质的设计。比如说咪唑阳离子(1-丁基-3-甲基咪唑阳离子)和-4BF 或-4AlCl 组合,生成的离子液体是亲水性的,而同样的阳离子和 -6PF 或-2NTf 产生的是强憎水性的离子液体。 目前研究较多的是咪唑阳离子和吡啶阳离子与含氟阴离子构成的离子液体。

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