离子液体的性质及其应用

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离子液体在化学反应中的应用

离子液体在化学反应中的应用

离子液体在化学反应中的应用离子液体(Ionic Liquids)是近年来化学界的一大研究热点。

它是一类结构特殊的液体,具有无定形、非晶态、高稳定性和独特的物理化学性质,广泛应用于化学工业、催化反应、材料科学、生物化学、环境保护等领域。

其中,在化学反应中的应用尤为广泛,下面我们对离子液体在化学反应中的应用做一些简单的介绍。

一、离子液体作为溶剂离子液体擅长溶解高分子化合物或化学反应中的催化剂,是很好的反应媒介。

固体催化剂催化反应通常需要将催化剂作为粉末或泥状物加入反应体系中,离子液体中的催化剂可以制备成均匀溶液,大大提高了催化剂的活性和选择性。

例如,用离子液体作为催化剂,对于醇、环氧烷和二元醇三者之间的氧化加成反应,可以在325K条件下,反应铂催化可以达到80%的收率。

离子液体还适用于无水催化反应,的确无水环境中水对反应的影响,道理谁都懂,但还是有些反应即使是在极干燥的条件下,也有水存在,这个时候用离子液体作为反应介质,就能有效地去除水分,从而减少水位对催化活性的影响,提高反应的选择性和收率。

二、离子液体应用于金属催化反应离子液体有很强的与金属离子的配位能力,因此在催化金属反应中应用很广泛。

离子液体可以使催化剂变得更为活泼有效,反应更为快速、降低化合物重排反应和副反应等。

金属离子催化反应,许多都是氧、氮配位进入催化剂的中心,而有些配位基固定的金属离子催化剂往往因反应介质而失效,而离子液体可以很好地解决这个问题,提高反应活性和效率。

三、离子液体应用于生物化学离子液体对生物大分子的溶解性和稳定性非常好,可以提高相容性,促进生物学反应和生物材料制备的发展。

离子液体也可以利用其独特的物性为大分子生物化学定量分析提供更好的解决方案。

由于离子液体的作用机理基本上是由其结构所决定,因此在设计用离子液体作载体的生物活性分子时,可以实现高效和生物选择性的设计,从而最大限度地提高效率。

四、离子液体在化学反应中的其他应用离子液体还有很多其他的应用,例如,离子液体可以帮助通过不同的催化机制,控制反应的化学副产物,实现精细化的工艺控制;离子液体还可以通过光化学反应实现某些特殊化合物的制备和应用,提高生产过程的效率,减少污染物的排放。

离子液体在化工过程中的应用研究

离子液体在化工过程中的应用研究

离子液体在化工过程中的应用研究离子液体,也被称为熔盐或液态盐,是一种特殊的液体,其特点是其熔点较低,通常在室温下就呈现液态。

由于离子液体的特殊性质,它们在化工过程中发挥着重要的作用。

本文将从四个方面介绍离子液体在化工过程中的应用研究。

首先,离子液体在催化剂领域中的应用备受关注。

传统催化剂常常受限于溶解性差、活性低和难以回收等问题。

而离子液体具有良好的溶解性和催化性能,可以作为理想的溶剂或反应介质。

离子液体可以被设计成具有高效催化活性的复合催化剂,以实现多相催化反应。

此外,离子液体还能够通过改变其组成和结构来调控催化反应的速率和选择性。

其次,离子液体在化学分离和萃取过程中的应用也是一项重要的研究方向。

由于离子液体具有较低的挥发性和可调控的物理化学性质,它们可用作萃取剂、萃取介质和分离剂,广泛应用于化工领域。

离子液体的高选择性和容易回收的特性使其成为石油提取、金属离子提取和有机合成等过程中的理想分离剂。

再次,离子液体在电化学领域中具有广泛的应用潜力。

离子液体的电导率高、稳定性好以及对电化学反应具有调控性能,使其成为电池、超级电容器、电解液和电化学传感器等器件中的理想介质。

离子液体在电化学反应中可以提供额外的溶剂效果、增强离子传输和扩大电化学窗口,从而改善电化学过程的效率和性能。

最后,离子液体还在绿色化学和环境保护中得到了广泛的应用。

由于其低挥发性和非挥发性的特点,离子液体被广泛应用于替代有机溶剂、可再生能源催化和CO2捕获等领域。

离子液体还可以通过调控其结构和性质,以实现高效能源利用和废物资源化,促进可持续发展和绿色化学的发展。

综上所述,离子液体在化工过程中具有广泛应用的潜力,从催化剂设计到化学分离、电化学和绿色化学等领域。

随着对离子液体性质和结构的进一步研究,我们可以预见离子液体将会在化工工艺中发挥更大的作用,并为实现绿色、高效和可持续的化工产业做出贡献。

离子液体在化工领域中的应用与工艺优化

离子液体在化工领域中的应用与工艺优化

离子液体在化工领域中的应用与工艺优化离子液体是一种具有特殊物理化学性质的新型溶剂,由离子构成的液体在常温下存在。

由于其独特的结构和性质,离子液体在化工领域中得到了广泛的应用,并为化工领域带来了许多新的发展机遇和挑战。

本文将重点探讨离子液体在化工领域中的应用及工艺优化问题。

一、离子液体的特性及优势离子液体是一种无机盐或有机阳离子和阴离子构成的电解液,在常温下可以存在于液态状态。

与传统有机溶剂相比,离子液体具有以下几个显著的特点:1. 良好的热稳定性:离子液体具有很高的热稳定性,可以在较高温度下进行化学反应而不发生分解。

2. 优异的电导率:离子液体中带电荷的离子可以有效传导电荷,使其在电化学领域有着广泛的应用。

3. 可调性强:离子液体的性质可以通过改变阳离子和阴离子的组成来实现调控,具有很强的可调性。

4. 低蒸气压:由于离子液体中离子之间的强烈相互作用力,使得其蒸气压很低,不易挥发。

基于以上特点,离子液体在化工领域中有着广泛的应用前景,可以用于溶剂、催化剂、分离剂等多个方面。

二、离子液体在化工领域中的应用1. 溶剂领域:由于离子液体具有优良的溶解性和可调性,因此在溶液和反应介质方面有着广泛的应用。

例如,离子液体可以替代有机溶剂用于有机合成反应中,提高反应产率和选择性。

2. 催化剂领域:离子液体可以作为良好的催化剂载体,与金属离子组成配合物,用于有机合成和氧化反应中,提高催化效率和选择性。

3. 分离剂领域:离子液体可以作为有效的萃取剂或萃取溶剂用于气体、液体或固体的分离过程中,具有高效、环保和可持续的特点。

4. 电化学领域:离子液体在电化学领域有着广泛的应用,例如用作电解质、电极材料、电容器等,具有优异的电导率和稳定性。

三、离子液体在化工生产中的工艺优化1. 工艺流程设计优化:在应用离子液体的化工生产中,需要优化工艺流程设计,减少能耗、提高产量和产品质量。

可以通过改进反应条件、优化溶剂体系等方法实现。

各种离子液体的作用

各种离子液体的作用

各种离子液体的作用离子液体是一种特殊的液体,其主要特点是在室温下呈现离子结构。

由于离子液体具有独特的性质,因此在许多领域中都有广泛的应用。

本文将从不同角度介绍离子液体的作用。

一、离子液体在化学催化中的作用离子液体在化学催化中具有重要的作用。

由于其离子结构的特点,离子液体可以作为催化剂或催化剂的载体,参与各种化学反应。

离子液体具有较高的化学稳定性和热稳定性,可以在较高温度下进行反应,并且可以在反应过程中实现催化剂的回收利用。

此外,离子液体还具有可调控的溶解性和选择性,可以实现对反应物的选择性溶解和催化活性的调控,从而提高反应的效率和选择性。

二、离子液体在能源领域的应用离子液体在能源领域具有广泛的应用前景。

首先,离子液体可以作为高效的电解质用于锂离子电池和超级电容器等能源存储设备中,提高其电化学性能和循环寿命。

其次,离子液体还可以作为液态电解质用于燃料电池中,提高燃料电池的输出功率和稳定性。

此外,离子液体还可以作为热传导介质用于热管和热泵等热能转换设备中,提高热能的传输效率。

三、离子液体在分离与提纯中的应用离子液体具有较低的蒸气压和较高的溶解能力,可以作为萃取剂用于分离和提纯过程中。

离子液体可以与溶质发生相互作用,实现对溶质的选择性吸附和分离。

尤其是在生物制药和化学制剂中,离子液体可以用于分离和提纯天然产物、药物和有机化合物等。

此外,离子液体还可以作为绿色溶剂替代有机溶剂,实现对有机物的溶解和分离,减少对环境的污染。

四、离子液体在电化学传感器中的应用离子液体具有较宽的电化学窗口和较高的离子传导性能,可以作为电化学传感器的电解质和电极材料。

离子液体可以提供稳定的电化学环境,实现对分析物的高灵敏度和高选择性检测。

离子液体还可以与分析物发生化学反应,实现对分析物的选择性识别和定量分析。

此外,离子液体还可以作为载体用于固相微萃取和固相萃取等样品前处理技术中,提高分析物的富集效果和分析灵敏度。

离子液体具有广泛的应用前景。

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

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. 光电子器件利用离子液体的宽电化学窗口、低蒸汽压和高稳定性,制备高效、稳定和有望在太阳能电池、发光二极管和液晶显示屏等中应用的光电子器件。

5. 加工技术离子液体的独特性质使其成为一种非常有前途的加工液体,例如制备高品质的电极,利用金属离子离子液体制备高硬度的金属材料等。

离子液体的特点

离子液体的特点

离子液体的特点
离子液体是一种新型的液态物质,其特点如下:
1. 高热稳定性:离子液体具有高热稳定性,可在高温下保持稳定的物理和化学性质。

这使得它们成为一种优良的溶剂和反应介质。

2. 低挥发性:离子液体具有极低的挥发性,因此可以在大气压下存在于室温下。

这种特性使得它们成为一种优良的溶剂和反应介质。

3. 高电导率:离子液体中含有大量的离子,因此具有极高的电导率。

这使得它们成为一种优良的电解质,并且可以用于电化学反应。

4. 溶解能力强:由于离子液体中含有大量的离子,因此具有强大的溶解能力。

这使得它们成为一种优良的溶剂,并且可以用于化学合成、分析等领域。

5. 可调节性强:由于离子液体中含有不同类型和数量的离子,因此可以通过改变其组成来调节其物理和化学性质。

这使得它们在不同领域具有广泛的应用前景。

总之,离子液体具有高热稳定性、低挥发性、高电导率、溶解能力强
和可调节性强等特点,这些特点使得它们在化学合成、分析、电化学反应等领域具有广泛的应用前景。

(整理)离子液体概述及其应用

(整理)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。

离子液体资料

离子液体资料

离子液体离子液体,又称离子溶液或离子液质,是一种特殊的熔融盐,通常指在室温下即能流动的液态物质。

它由离子组成,因此在物理和化学性质上与传统液体有所不同。

离子液体最早被发现于20世纪30年代,最初应用于电解质溶液,在近年来逐渐被广泛研究和应用于多个领域。

起源与发展离子液体最早由保罗·沙诺姆于1932年发现,当时他合成了一种含有氯金酸氢盐的物质,并且发现其在室温下为液态。

由于具有低蒸气压、热稳定性好、高导电性等独特性质,离子液体开始被广泛研究和应用。

特性1.低蒸汽压:离子液体通常具有极低的蒸汽压,这使得它们在高温下不易挥发,有利于在反应过程中稳定性的维持。

2.高热稳定性:离子液体的热稳定性较高,能够耐受较高的温度,使得其在高温反应中有很好的应用前景。

3.高离子导电性:由于离子液体中的离子浓度较高,因此其电导率也相对较高,具有优异的离子传导性能。

4.可调性:离子液体的离子种类和比例可以通过化学设计来实现调节,因此具有较高的可调性。

应用领域离子液体由于其独特的性质,在多个领域都有广泛的应用。

1.化学催化:离子液体常被用作催化反应的溶剂或载体,可以提高催化剂的效率和选择性。

2.能源领域:离子液体在锂离子电池、超级电容器等领域有重要应用,提高了能源设备的性能和循环寿命。

3.药物传递:离子液体可以作为药物传递系统的载体,提高药物的生物利用度和稳定性。

4.分离技术:离子液体也被用于气体和液体的分离提纯技术中,具有高效、环保等优点。

发展趋势随着对可再生能源和绿色化学的重视,离子液体的应用前景将更加广阔。

未来,离子液体的设计和合成将更加精准,应用领域将进一步扩展,为各行各业带来更多便利和创新。

综上所述,离子液体作为一种新型的液态物质,由于其独特的性质和广泛的应用前景,将在未来得到更多的研究和开发,为科学研究和产业发展带来新的机遇和挑战。

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离子液体的性质及其应用周雅文1,邓宇1,尚海萍1,韩德新2(1.天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457;2.天津科技大学生物工程学院,天津300457)摘要:离子液体作为新型的环境友好的“绿色溶剂”,具有很多独特的性质,在许多领域有着诱人的应用前景。

本文对离子液体的发展历史、分类、优良特性及其作为溶剂、催化剂和在电化学方面的应用进行了总结,并且阐述了离子液体的发展方向及存在的问题。

关键词:离子液体;绿色溶剂;催化剂;性质;应用doi:10.3969/j.issn.1007-2217.2009.03.003化学科学的研究成果和化学知识的应用,创造了无数的新产品进入每一个普通家庭的生活,使我们衣食住行各个方面都受益匪浅。

但是另一方面,随着化学品的大量生产和广泛应用,给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物 (20)世纪80年代中后期,人们对污染预防和清洁生产的认识逐步提高。

20世纪90年代初,化学家提出了“绿色化学”的概念[1]。

绿色化学的含义是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率、不产生或少产生副产品和废物的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发制备单位产品产污系数降低、资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术,从合成反应入手,从根本上消除或减少环境污染。

目前,绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿,而且是21世纪化学发展的重要方向之一[2]。

离子液体作为一种新型环保溶剂和催化剂有望代替传统的有机溶剂和有机催化剂,实现绿色化学中绿色原料、绿色催化剂的需要。

离子液体(ionic liquids)就是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的[3],在室温(或稍高于室温的温度)下呈液态的离子体系,或者说,离子液体是仅由离子所组成的液体。

与传统溶剂相比,它具有许多优良性能,在化学合成、电化学、萃取分离、材料制备等诸多领域的应用日益被世人所关注,被认为是能在许多领域代替易挥发的有机溶剂的绿色溶剂[4-5]。

1离子液体的发展历史离子液体的研究最早可以追溯到1914年[6],当时Walden等报道了第一个在室温下呈液态的有机盐———硝酸乙基胺([EtNH3][NO3]),其熔点为12℃,但它并没有引起人们的关注[7]。

1948年,Hurley和Wier[8]开创了第一代的离子液体,即氯铝酸N-烷基吡啶盐离子液体。

20世纪70年代,Osteryoung R A等[9]在研究有机电化学时,利用Hurley报道的离子液体[N-EtPy]AlCl4作电解液;Seddon、Hussey[7]等用氯铝酸盐作为非水极性溶剂,研究了不同过渡金属配合物在其中的电化学行为、谱学性质以及化学反应等,这些均为离子液体在电化学、有机合成、催化等领域的应用奠定了初步基础。

20世纪80年代早期,Seddon、英国BP公司和法国FIP等研究者开始较系统地探索离子液体作为溶剂和催化剂的可能性。

1992年,Wilkes等人合成了第一个对水和空气都稳定的离子液体[EMIM][BF4][10]。

不久,[EMIM][PF6]也问世了[11]。

此后,离子液体蓬勃发展。

到2000年前后,吡啶类[12]、吡咯类[13]、季鏻类[14]、多胺类[15]甚至双咪唑类[16]阳离子等相继被报道,极大地扩展了离子液体在反应、分离及材料等领域的应用。

在我国,中国科学院兰州化学物理研究所西收稿日期:2009-04-15部生态绿色化学研究发展中心、北京大学绿色催化实验室、华东师范大学离子液体研究中心等机构也开展专门研究。

兰州化学物理研究所已在该领域取得重大突破,邓友全研究员负责的课题组率先在国际上实现了离子液体中环己酮肟的分子Backmann重排,刘维民研究员负责的课题组率先制备了多种咪唑啉类离子液体润滑剂,这种新型液体润滑材料在空间、信息、精密机械等领域具有良好的应用前景。

2离子液体的种类离子液体主要是由有机阳离子和无机阴离子构成。

目前研究的离子液体的阳离子有4类[17]:烷基季铵离子[NR x H4-x]、烷基季磷离子[PR x H4-x]、1,3-烷基取代的咪唑离子[R1R3I m]+和N-基取代的吡啶离子[Rpy](见图1)。

阴离子主要是BF4-、PF6-、NO3-、CF3SO3-、HSO4-、AlCl4-等体积较大的阴离子。

离子液体的种类有很多,大致上可以分为AlC13型、非AlC13型和其他特殊类型3种。

前2种离子液体的主要区别在于负离子不同。

(1)A1C13型:主要用于电化学和化学反应中,可同时作溶剂和催化剂,但其热稳定性和化学稳定性较差,且不可遇水,空气中有水蒸气也不行,使用不便。

(2)非A1C13型:对水、大气稳定且组成固定,随着人们对离子液体研究的不断深入,离子液体品种已达到几百种,其中研究较多的阴离子有BF4-、PF6-、OTf-(CF3SOs)-、NTf2-[N(CF3SO2)2-]等[18]。

(3)新型离子液体:由含氮的有机杂环阳离子和无机阴离子组成,与有机溶剂相比,具有很多突出的优点。

Macfarlane等[19]报道阴离子为N(CN)2的离子液体的粘度都较低;N-烷基-N-乙烯基-2-吡咯烷酮的Br-或BF4-盐的离子液体成本低;新的阴离子C-F3SO2NCOCF3-(缩写为TSAC-)具有降低离子液体熔点与粘度的作用,其与小分子季铵(烷基碳均不大于3)的结合也能够形成一种新型离子液体。

3离子液体的性质总体来说,离子液体具有低挥发、不可燃及很高的热稳定性等优良特性,在环境友好的催化反应中显示出广阔的应用前景。

离子液体作为“可设计溶剂”,随着阳离子和阴离子的变化,离子液体的物理和化学特性会在很大范围内相应改变。

但值得注意的是,离子液体的结构与其物理化学性质有直接的联系。

与传统的有机溶剂相比,离子液体具有一系列突出的优点,其有关性质如下:(1)几乎无蒸汽压、不挥发、不燃、不爆炸,因此可彻底消除因挥发而产生的环境污染问题。

(2)熔点低,呈液态的温度范围广,化学和热稳定性较好,通常在高达300℃时不分解,且离子液体的结构对称性越低,分子间的作用力越弱,阳或阴离子电荷分布越均匀,离子液体的熔点就越低,另外阴离子尺寸越大,离子液体的熔点越低。

(3)溶解性很好[20],能溶解许多有机物如有机、无机、金属有机化合物和高分子材料,也可以延长许多不稳定物种如[RuCl6]3-、[ZrCl6]2-及[HfCl6]2-等的寿命。

离子液体的溶解性与其阳离子和阴离子的特性密切相关。

阳离子对离子液体溶解性的影响可由正辛烯在含相同甲苯磺酸根阴离子季铵盐离子液体中的溶解性看出[21],随着离子液体的季铵阳离子侧链变大,即非极性特性增加,正辛烯的溶解性随之变大。

(4)通常由弱配位的离子组成,配位能力主要由阴离子的性质所决定,具有高极性潜力而非配位能力,因此可溶解过渡金属配合物,而不与之发生配合作用。

(5)含Lewsi酸(如AIC13)的离子液体,在一定的条件下表现出Lewsi、BrEnsted、Fraknlin酸甚至超强酸的酸性,因而此类离子液体在作为反应介质的同时还往往起催化剂的作用。

图1室温离子液体中常见的阳离子(6)粘度大,在常温下,离子液体的粘度是水和一般有机溶剂的几十倍甚至几百倍。

因此,它是优良的色谱固定相和修饰电极固定剂。

离子液体的粘度主要取决于离子间较强的静电力、范德华力和氢键等相互作用[22]。

(7)导电性好,电位窗宽,离子液体的室温电导率一般在10-3S/cm左右,可用作许多物质的电解液。

同时,离子液体拥有在较宽的电位范围均不会发生电化学反应的特性,其一般的电位稳定范围为4V左右,这是普通溶剂所无法比拟的。

(8)后处理简单,可循环使用。

(9)制备简单,价格相对便宜。

正因为离子液体具有以上多种独特的性质,故它在化学合成、新材料研究、精细化学加工、表面加工、微电子器件开发等领域得到应用,并显示出了良好的效果及应用前景。

4离子液体的应用从时间发展的顺序上说,离子液体家族经历了三氯化铝体系(20世纪90年代前)、耐水体系(20世纪90年代)和功能化体系(21世纪)三个发展阶段。

它在化学过程中所扮演的角色,也随着离子液体体系的变化而发生了改变,大致可以概括为三方面:电化学方面、分离工程方面和化学反应方面[23]。

4.1作为溶剂的应用离子液体作为新型溶剂有显著的优异特性。

首先因为离子液体完全由离子构成,和有机分子溶剂比较,离子间的静电作用力相对较大,它不但会使自然界大量存在的可再生资源得到充分的利用,而且也会简化工艺流程。

例如:溶解纤维素的传统粘胶法由于生产工艺冗长,投资和耗能高,带来一定的环境污染[24],使粘胶纤维的进一步发展受到影响。

程凌燕等人研究表明[25],纤维素在[AMIM]Cl(氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑离子液体)中具有较大的溶解度和较快的溶解速率,而且纤维素在离子液体中的溶解属于直接溶解。

二聚反应、Heck反应和羰基化反应等都是利用了离子液体的独特溶解性能。

4.2作为催化剂的应用离子液体作为催化剂应用的突出特点是选择性高和低温活性好。

离子液体用于催化反应的典型反应有:Diels-Alder反应、氢化反应、烷基化反应、酯基化反应、C-C和C-O分解反应和C-C或C-杂原子耦合反应。

离子液体可以起到溶剂和催化剂的双重作用,使反应条件变得温和,且转化率和选择性大大提高。

4.3在电化学方面的应用离子液体在电池、电沉积、电化学合成、电容器、传感器、毛细管电泳等方面都有应用。

离子液体由于具有热稳定、低蒸气压、不燃性、高离子传导率、宽的电化学稳定电位窗、与聚合物易形成凝胶等特性,使其非常适合做电解液,而且可以用作导电高分子构成的器件中的介质。

Churat等人[26]在将[EMIM][Tf2N]用作高聚物电极材料中,发现制得的电极有较好的导电率,较低蒸汽压,较宽的电化学窗口,是理想的电极材料。

蔡琪等人[27]利用[EMIM]BF4咪唑类离子液体作为二氧化硫传感器的支持电解质,实验表明传感器对二氧化硫有较好的电化学响应,电极的灵敏度高,精密度好,重现性好,响应速度快,寿命长。

5结语离子液体作为一种新型的环保溶剂,为绿色化学增添了新的内容,为天然生物大分子的加工和利用提供了新的机遇,为催化领域提出了新的挑战。

随着当代高新技术的蓬勃发展,离子液体必将在新材料的开发利用领域形成更多的经济增长点。

然而离子液体毕竟是一类“新化学品”,其基础理论和实验研究尚不够充分和深入。

关于离子液体环境、安全和健康方面的评价和研究较为缺乏。

离子液体的生产成本高,也制约着离子液体的产业化应用。

在工程应用方面,离子液体尚存在稳定性、如何再生利用以及适合反应器设计等诸多问题。

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