离子液体的合成应用
离子液体在有机合成中的应用

离子液体在有机合成中的应用离子液体是一种特殊的液体,其主要成分是离子而非分子。
由于其独特的性质和结构,离子液体在有机合成中具有广泛的应用。
本文将介绍离子液体在有机合成中的几个重要应用方面。
离子液体可以作为溶剂在有机合成中发挥重要作用。
传统有机合成中常使用的有机溶剂,如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)等,存在毒性、易燃、挥发性大等问题。
而离子液体作为一种新型溶剂,具有无毒性、低挥发性、高热稳定性等优势。
离子液体作为溶剂可以提供较好的溶解性能,有助于提高反应的速率和选择性。
此外,离子液体还可以与有机反应物发生特殊的相互作用,提供新的反应路径和机制,从而实现一些传统溶剂无法实现的反应。
离子液体可以作为催化剂在有机合成中发挥重要作用。
传统有机合成中常用的催化剂,如金属催化剂、酶催化剂等,存在活性不高、易受污染、难回收等问题。
而离子液体作为一种新型催化剂,具有较高的活性和选择性,并且可以通过调整离子液体的结构和成分来实现对反应的调控。
离子液体催化剂在有机合成中可以实现高效、环境友好的反应条件,提高反应的收率和产物的纯度。
离子液体还可以作为反应介质在有机合成中发挥重要作用。
一些有机反应需要在高温、高压等特殊条件下进行,而离子液体由于其高热稳定性和压力稳定性,可以作为反应介质提供合适的反应环境。
离子液体可以有效稳定反应体系,抑制副反应的发生,提高反应的效率和选择性。
离子液体还可以作为萃取剂在有机合成中应用。
一些有机合成反应的产物需要通过分离和纯化才能得到高纯度的产物。
传统的分离和纯化方法,如蒸馏、结晶等,存在能耗高、操作复杂等问题。
而离子液体作为一种新型的萃取剂,具有较好的溶解性和选择性,可以实现对有机物的高效分离和纯化。
离子液体作为萃取剂可以实现绿色、高效的分离过程,减少对环境的污染。
离子液体在有机合成中具有广泛的应用。
作为溶剂、催化剂、反应介质和萃取剂,离子液体都可以发挥重要作用,实现有机合成的高效、环境友好和可持续发展。
离子液体的制备与应用研究

离子液体的制备与应用研究离子液体,简称离子液,是一种特殊的液体,其中的分子包含离子,而不是传统的独立的分子。
离子液体由于其独特的物化性质,被广泛应用于能源、化工、生物、医药等领域。
本文将从离子液体的制备和应用两个方面探讨其在科技领域中的研究进展。
一、离子液体的制备离子液体的制备一般分为两步:首先通过合成法得到离子,然后通过离子与溶剂相互作用的方式制备离子液体。
目前,制备离子液体的方法主要有以下几种:1. 离子交换法:通过将离子与其它电解质进行交换的方式,制备离子液体。
2. 酸碱中和法:通过酸碱中和的方式,得到离子液体。
3. 直接合成法:在合适的条件下,将离子与溶剂直接合成离子液体。
以上方法中,离子交换法和酸碱中和法是最常用的方法,应用范围广,制备过程简单。
二、离子液体在能源领域中的应用1. 电池:离子液体作为电池的电解质,具有高离子传导率和优异的稳定性能。
目前,离子液体用于锂电池和太阳能电池的研究已经开始。
2. 生物质转化:离子液体作为生物质转化催化剂、溶剂和分离剂等应用广泛。
在生物质转化中,离子液体特别适合于处理难以分解的生物质,提高了生物质转化的效率。
3. 传热:离子液体的热传导性能优异,可以用于低温热交换器,传热效果明显。
三、离子液体在化工领域中的应用1. 石油化工:离子液体用做溶剂、吸附剂和反应催化剂,在不同领域中具有广泛应用。
在石油化工领域中,离子液体的应用能够大幅度减少挥发性有机化合物的排放,降低环境污染。
2. 金属表面处理:离子液体作为除锈剂、清洗剂和表面活化剂,可以提高金属表面的活性和粘附力,从而提高对其它表面修饰剂的接收能力,使金属表面在应用中更为稳定、可靠。
3. 离子液体的应用还包括与溶剂一起用作流体媒介,包括在化学反应,离子液体对有机化合物具有高选择性和高效的晶体合成,以及离子液体高效分离和纯化的新技术的开发。
四、离子液体在生物医学领域中的应用离子液体在医学领域具有多种应用。
离子液体的合成及其在有机合成中的应用

离子液体的合成及其在有机合成中的应用一、本文概述离子液体是一种特殊的液态盐,具有独特的物理化学性质,如高离子导电性、低蒸汽压、良好的热稳定性、宽的电化学窗口和可设计性等。
这些特性使得离子液体在有机合成中展现出广阔的应用前景。
本文旨在探讨离子液体的合成方法及其在有机合成领域中的应用。
我们将详细介绍离子液体的合成方法,包括通过酸碱中和反应、季铵化反应、离子交换反应等合成不同类型的离子液体。
我们还将讨论如何通过调控离子液体的阴阳离子组成和结构,优化其性能以满足不同应用需求。
我们将综述离子液体在有机合成中的应用。
离子液体可以作为溶剂、催化剂和反应介质,在多种有机合成反应中发挥重要作用。
例如,离子液体可以用于提高有机反应的速率和选择性,实现绿色合成和节能减排。
离子液体还可以用于合成具有特殊结构和功能的有机化合物,如手性分子、高分子材料和纳米材料等。
我们将对离子液体在有机合成中的优势和挑战进行总结,并展望其未来的发展方向。
离子液体作为一种新型绿色溶剂和催化剂,在有机合成中具有广阔的应用前景。
然而,离子液体的成本、稳定性和毒性等问题仍需解决。
因此,未来的研究将集中在开发新型离子液体、优化其合成方法和拓展其应用领域等方面。
通过本文的阐述,我们期望能够为读者提供一个关于离子液体合成及其在有机合成中应用的全面而深入的理解,为离子液体在相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、离子液体的合成离子液体,作为一种独特的溶剂和反应介质,近年来在化学领域引起了广泛的关注。
离子液体的合成是其在各种应用中使用的基础,涉及到了多种化学原理和合成技术。
离子液体的合成主要可以分为两类:一步合成法和两步合成法。
一步合成法是通过一步化学反应直接生成离子液体,这种方法通常适用于那些离子液体组分之间反应活性较高,且不易发生副反应的情况。
两步合成法则首先合成离子液体的阳离子或阴离子前驱体,然后再通过离子交换或酸碱中和等反应得到目标离子液体。
这种方法在合成复杂离子液体时更为常见。
离子液体的合成与应用技巧

离子液体的合成与应用技巧介绍离子液体是指具有低于100℃的熔点,并且主要由离子构成的液体。
由于其独特的性质,离子液体在众多领域得到广泛应用,例如化学合成、催化剂、电池、化学分析等。
本文将探讨离子液体的合成方法和一些应用技巧。
离子液体的合成方法离子液体的合成一般包括两个步骤:离子的选择和合成。
离子的选择是离子液体合成的关键步骤之一。
常用的离子包括季铵盐、亚砜盐、磺酰胺盐等。
在离子液体的选择时,需要考虑离子的稳定性、相容性以及对目标应用的适应性。
例如,在电池应用中,需要选择具有良好离子传导性能的离子。
合成离子液体时,通常使用阳离子和阴离子反应得到。
合成离子液体的方法多种多样,常见的方法包括离子交换法、酸碱中和法、金属卤化物与有机阳离子反应法等。
其中,离子交换法是最常见且有效的方法之一。
该方法利用阳离子交换树脂,将目标阳离子与树脂上的阳离子进行交换,从而得到所需的离子液体。
离子液体的应用技巧离子液体具有优异的溶解性、电导率和热稳定性等特点,因此在许多领域得到广泛应用。
1. 化学合成离子液体可用作溶剂或反应性介质,促进化学反应的进行。
由于离子液体的高溶解性,可以溶解一些传统有机溶剂难以溶解的化合物。
此外,由于其良好的热稳定性,离子液体可在高温条件下进行反应,提高反应速率和选择性。
2. 催化剂离子液体可以作为催化剂的载体或反应介质。
离子液体可以改变反应物的溶解度、极性和酸碱性,从而促进催化反应的进行。
此外,由于离子液体的低挥发性和良好的热稳定性,催化剂可以更好地固定在离子液体中,提高催化剂的循环使用率和催化活性。
3. 电池离子液体可以用作电解质,改善电池的性能。
相比传统有机溶剂,离子液体具有更高的电导率和较低的蒸汽压,因此可以提高电池的能量密度和安全性。
离子液体还可以用于锂离子电池、超级电容器等先进能源储存装备。
4. 化学分析离子液体在化学分析中也具有重要应用。
由于其高溶解度和低挥发性,离子液体可以用作溶剂、萃取剂或色谱柱填充剂,提高化学分析方法的灵敏度和选择性。
离子液体的合成与应用

离子液体的合成与应用离子液体是指在室温下呈液体状态、由离子对组成的化合物,具有低挥发性和高化学稳定性。
由于其独特的性质,离子液体在化学、材料、生物等领域中得到了广泛的研究和应用。
本文主要分析离子液体的合成和应用。
离子液体的合成离子液体的合成方法通常可以分为离子交换法、质子酸碱法、配体法和界面活性剂法四种。
离子交换法是将含阳离子基团和阴离子基团的离子树脂或其他离子交换材料,与适当的溶剂反应而制得离子液体。
质子酸碱法是将一种质子化的离子液体与一种碱性化合物反应,然后通过水解反应将产生的氢氧化物中和掉,最终制得离子液体。
配体法是先将金属阳离子配合成配合物,然后通过配位离解反应制得离子液体。
界面活性剂法是将合适的表面活性剂溶解在水中,之后添加相应的反应物、催化剂等反应条件下合成离子液体。
除了这几种方法,还有一些其它的合成方法。
但无论使用何种方法进行离子液体的合成,需要考虑如下几个问题:1. 选择适合的离子对,使得离子液体具备期望的性质。
2. 针对所需领域,选择合适的物理和化学性质。
3. 选择适合的生产工艺和生产条件,以保证离子液体的实际生产。
离子液体的应用离子液体的应用领域非常广泛,包括物理化学、材料化学、能源、生物医学工程等多个领域,下面分别对这几个领域进行简要阐述。
物理化学离子液体在物理化学中的应用主要涉及电化学分离、催化作用、晶体生长、膜分离、表面化学等方面。
例如,离子液体可作为电解液在电化学系统中使用;离子液体催化剂具有较高的效率、选择性和再生性,可以在有机合成中发挥重要作用;使用离子液体可以稳定很多含有化学键的化合物,进而促进它们的晶体生长;在膜分离技术中,离子液体可以被用来制造具有可控孔隙度的高分子材料,具有良好的分离效果。
材料化学离子液体在材料化学领域中的应用已得到广泛关注。
它们具有优异的热物理性质、極好的溶解性和无毒的特点,因此在制备纳米材料、合成功能性涂层、生产高性能材料等方面有着潜在应用。
离子液体的制备及其应用前景

离子液体的制备及其应用前景离子液体是一种特殊的液态物质,就像水一样可以流动,但其成分却与我们通常认知的液体大不相同。
离子液体的特殊性质使其得到了广泛的关注和研究,成为当今材料科学和化学领域的热门研究方向之一。
本文将探讨离子液体的制备、特性及其应用前景。
一、离子液体的制备离子液体最初被发现于20世纪30年代,但直到20世纪90年代才开始真正的研究。
离子液体的制备方法可以分为两类:传统方法和新型方法。
传统方法主要是通过离子交换树脂对碱金属离子进行置换,制备含有相同离子的离子液体。
另一种方法是通过直接混合离子源得到离子液体。
这种方法可以制备出多种类型的离子液体。
新型方法主要是以离子液体作为溶剂,用离子交换反应或化学反应的方法得到目标离子液体。
这种方法可以制备出多种类型的离子液体,并且可以根据需要逐步改变其结构。
二、离子液体的特性离子液体可以看作是一种离子和中性分子所组成的混合物。
与普通的有机或无机液体相比,离子液体具有下列独特的特性:1. 高离子电导率:离子液体内含有大量的电离态物质,因此具有高离子电导率。
2. 低挥发性:由于离子液体的化学键强度高,因此不易挥发。
3. 宽电化学窗口:离子液体内的阳离子和阴离子都具有较高的氧化还原稳定性,导致离子液体具有宽电化学窗口。
4. 高选择性:离子液体可以根据其化学结构和空间结构选择螯合不同的分子。
5. 热稳定性和化学稳定性高:由于离子液体内强的离子-离子和离子-分子相互作用力,离子液体具有较高的热稳定性和化学稳定性。
6. 可控的物理和化学性质:通过改变离子液体中的组成和结构,可以精确地控制其物理和化学性质。
三、离子液体的应用前景离子液体的独特性质决定了其在许多领域的应用前景,目前主要包括以下几个方面:1. 传质分离:由于离子液体具有高离子电导率和低挥发性,因此可以作为传质分离的良好介质。
2. 催化剂催化:离子液体中阳离子和阴离子的结构和空间性质可以改变催化剂的性质,从而提高催化效率。
离子液体的分类、合成与应用

离子液体的分类、合成与应用离子液体是一种新型的绿色溶剂,具有独特的物理和化学性质,在许多领域中有着广泛的应用。
本文旨在介绍离子液体的分类、合成与应用,以期为相关领域的研究提供一定的参考。
离子液体是指全部由离子组成的液体,具有良好的导电性、稳定性和可设计性。
离子液体在科学领域中有着广泛的应用,如催化剂、电化学、材料科学等。
本文将重点介绍离子液体的分类、合成与应用。
离子液体可以根据不同的阳离子和阴离子进行分类。
根据阳离子的类型,离子液体主要分为以下几类:烷基咪唑离子液体:这类离子液体具有较高的熔点和良好的热稳定性,是应用最广泛的离子液体之一。
吡啶鎓离子液体:这类离子液体具有良好的化学稳定性和较高的粘度,适用于高温下的催化反应。
季铵盐离子液体:这类离子液体具有较低的熔点和较高的电导率,适用于电化学领域。
季膦盐离子液体:这类离子液体具有较高的稳定性和低毒性,适用于食品和医药等领域。
根据阴离子的类型,离子液体也可以分为以下几类:氯离子型离子液体:以氯离子为阴离子的离子液体,具有较低的熔点和较高的电导率。
溴离子型离子液体:以溴离子为阴离子的离子液体,具有较高的稳定性和良好的溶解性。
氟离子型离子液体:以氟离子为阴离子的离子液体,具有极高的稳定性和低表面张力。
磷酸根型离子液体:以磷酸根为阴离子的离子液体,具有较高的粘度和良好的热稳定性。
选择合适的阳离子和阴离子:根据需要选择合适的阳离子和阴离子,以满足对离子液体的性质和应用要求。
合成阳离子:将选择的阳离子进行化学合成,得到目标阳离子。
合成阴离子:将选择的阴离子进行化学合成,得到目标阴离子。
合成离子液体:将合成的阳离子和阴离子在一定的条件下混合,得到目标离子液体。
影响离子液体合成的因素有很多,如反应温度、反应时间、溶剂种类和浓度等。
在实际合成过程中,需要对这些因素进行优化和控制,以保证合成的离子液体具有优良的性质和稳定性。
离子液体在许多领域中有着广泛的应用,其主要应用领域包括:催化反应:离子液体可以作为催化剂的载体,提高催化剂的活性和选择性。
绿色溶剂离子液体的合成法与应用研究

绿色溶剂离子液体的合成法与应用研究
绿色溶剂离子液体是一种具有环境友好、可再生、高稳定性和溶解性能的溶剂体系,因此在化学合成、催化反应、分离技术以及能源存储等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍一些常见的绿色溶剂离子液体的合成方法以及其在不同领域的应用研究。
1. 微乳液法:该方法使用水和有机溶剂作为反应介质,在六氟磷酸盐的存在下,形成一个微乳液体系。
通过控制不同的配方和条件可以得到各种类型的绿色溶剂离子液体。
2. 离子交换法:该方法基于离子交换反应,将一种可溶离子与某种氯化物反应,制备出相应的绿色溶剂离子液体。
3. 酸催化法:通过将醇类和酸反应,可以得到具有酸催化活性的绿色溶剂离子液体。
1. 化学合成:绿色溶剂离子液体在化学合成中可以替代有机溶剂,具有高效性、高选择性和高稳定性等特点。
它们可以用作芳烃烷基化、环烯烃羟基化和氨基化等反应的催化剂。
2. 催化反应:绿色溶剂离子液体具有较好的催化性能,可以用于催化反应的催化剂载体。
它们可以用于有机合成反应中的加氢反应、酯化反应、醇醚化反应等。
3. 分离技术:绿色溶剂离子液体在分离技术中有着广泛的应用。
它们可以用作受限空间的提纯剂,修改基质的分离剂,以及萃取剂和溶剂的混合物的分离剂。
4. 能源存储:绿色溶剂离子液体可以作为电解质用于锂离子电池、超级电容器和燃料电池等能源存储设备中,具有较高的稳定性和电导率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
离子液体的合成应用摘要离子液体是在室温或室温附近温度下为液态且完全由离子构成的新型溶剂,本身具有超低的蒸气压,也被称为绿色溶剂。
选择不同的阴离子和阳离子可以改变离子液体的酸性、水溶性、熔点、热稳定性等物理化学性能。
本文简要介绍了室温离子液体的特性,制备方法,详细介绍了离子液体在有机反应,电化学和无机纳米材料方面的应用。
关键词室温离子液体;特性;合成;有机反应;电化学;无机纳米材料1 离子液体的特性离子液体具有以下突出特性:(1)离子液体的阴、阳离子可以根据利用者的需要或设计;(2)离子液体具有蒸汽压近似等于零,不挥发,不易燃易爆,不易氧化,在300℃以下能稳定存在;(3)能够溶解许多无机盐和有机物;(4)离子液体的电化学窗口大于3V;(5)有的离子液体与一些有机溶剂不互溶,可以提供一个非水、极性可调的两相体系,在化学分离中可以作为一个水的非共溶极性相使用;(6)有些离子液体表现出Lewis、Franklin酸性及超强酸性;(7)离子液体通常含有弱配合离子,所以具有高极化潜力而非配合能力。
2 离子液体的制备方法离子液体种类繁多,改变阳离子/阴离子的不同组合,可以设计合成出不同的离子液体。
离子液体合成大体上有两种基本方法:直接合成法和两步合成法。
2.1 直接合成法通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体,操作经济简便,没有副产物,产品易纯化。
如氯化1一丁基一3一甲基咪唑和氯化N一丁基吡啶的合成就是采用此方法。
2.2 两步合成法首先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐[(阳离子)X型离子液体) ];然后用目标阴离子Y一置换出X-离子或加入Lewis 酸MXy来得到目标离子液体。
其中,使用金属盐一Y(常用的是AgY或NH 4Y)时,产生AgX沉淀或NH3、HX气体而容易除去;加入强质子酸HY,反应要求在低温搅拌条件下进行,然后多次水洗至中性,用有机溶剂提取离子液体,最后真空除去有机溶剂得到纯净的离子液体。
2.3 微波合成法为了缩短合成时间,提高产率,还可采用微波法制备离子液体。
如氯代N,N’一二烷基吡啶盐的合成,具体过程为:将1一甲基咪唑和1一氯丁烷放置于微波炉中,功率300W,2min内温度达到150℃,在这个温度下继续反应22min,得到的粘稠的液体,经冷却后为白色固体,用乙酸乙酯洗两次,过滤,真空干燥,产率91%。
3 离子液体的应用3.1 在有机反应中的应用以离子液体作反应系统的溶剂有如下一些好处:首先为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境,可改变反应机理,使催化剂活性、稳定性更好,转化率、选择性更高;离子液体种类多,选择余地大;将催化剂溶于离子液体中,与离子液体一起循环利用,催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点;产物的分离可用倾析、苯取、蒸馏等方法,因离子液体无蒸气压,液相温度范围宽,使分离易于进行。
3.1.1 芳香醛的氧化反应Howarth在离子液体[bmim]PF6中利用[Ni(acac)2]为氧化剂在1个大气压的02中氧化芳香醛生成相应的酸。
若没有Ni催化剂,生成羧酸生的产率很低,小于5%。
研究表明,[bmim]PF6/[Ni(acac)2]能连续重复使用3次以上,而且每次的产率相当。
3.1.2 Witting反应Witting反应是形成碳碳双键的一个重要方法。
产物烯烃和反应形成的副产物Ph3PO往往需要通过重结晶或色谱分离来提纯。
Boulaire报道了[Bmim]BF4离子液体中稳定的叶立德和芳香醛或脂肪醛的Wittig反应,产物烯烃和副产物Ph3PO易于分离,并且离子液体可以循环使用。
3.1.4 加氢反应顾彦龙等在[BMIM]BF4离子液体中,用过渡金属三苯基膦配合物作为催化剂在90-150℃,1.0-1.5MPa下研究了双环戊二烯的加氢反应。
结果表明:将铑的三苯基膦配合物同离子液体相结合,可以在较低的反应压力下和较短的反应时间内顺利地将双环戊二烯转化为桥式四氢双环戊二烯。
反应转化率和产物选择性都超过了99%,产物和离子液体催化剂体系易于分离,离子液体和催化剂可以循环使用[1]。
3.1.5 Michael加成反应杨文龙等研究在离子液体[bmim]BF6中NaOH催化丙二酸酯对α,β-烯酮和β-硝基烯烃的Michael加成反应。
结果表明:NaOH/[bmim]BF6体系对各种α,β-烯酮和β-硝基烯烃普遍适用,室温反应45-120min可得到75.2%-96.8%收率的加成产物。
体系可以稳定地循环使用6次以上[2]。
3.1.6 Henry 反应Henry 反应是形成C-C键的一个非常重要反应,在有机合成中应用广泛。
Jiang等研究了[TMG][F3Ac]和[TMG][Lac]离子液体催化硝基烷烃和羰基衍生物的Henry 反应。
结果发现:硝基甲烷和醛在两种离子液体中的反应的收率相当。
用蒸馏或色谱分离产物后,离子液体层经过干燥可以重复使用。
当羰基衍生物为丙醛时,[TMG][Lac]离子液体循环使用15次后其活性保持不变;当羰基衍生物为环己酮时,该离子液体循环使用4次后的活性保持不变。
3.2 离子液体在电化学中的应用由于离子液体固有的导电性、不挥发性、不可燃性。
电化学稳定窗口比电解水大得多,可以减少自放电。
用作电池电解质,不需高温,可用于制造新型高性能电池。
离子液体的电化学稳定窗口对其在电化学中的应用有重要的影响。
电化学稳定窗口越宽,离子液体越稳定。
大部分离子液体的电化学稳定窗口在4 V左右,窗口较有机溶剂要宽。
B.Garcia等[3]以室温熔融盐EMITFSI作为锂离子电池的电解质,用LiCoO2和Li4Ti5O12分别为正负极材料,解决了碳负极在离子液体中有剥离的问题。
以LiTFSI/EMITFSI作为电解质的电池具有较好的循环性能,LiCoO2放电电容可达106mA.h/g,1C循环200次放电电容仍保持90%以上。
3.3 在无机纳米材料中的应用纳米材料具有许多不同于体相材料的优异性能,在物理、化学、材料等领域有广阔的应用前景。
制备不同结构的纳米材料,已成为近年来的研究热点。
由于传统制备纳米材料的方法中多用到各种有机溶剂,对反应条件的要求也相当高,找到一种简便、有效、绿色的合成方法成为人们追求的目标,而室温离子液体正好满足以上要求。
由于一般的溶胶一凝胶化学法都是在含水较多的混合溶剂中进行的,结果生成了无定型的TiO2颗粒。
但无定型的TiO2不具有光催化活性,且由于结晶需要高温热处理,常破坏原有的纳米结构,所以,对在室温下制备TiO2 纳米晶体提出较高的需求。
Yoo等用憎水性室温离子液体[Bmim][PF6 ]作为模板,在低温下(100℃)通过溶胶一凝胶法合成了比表面积为282m2/g,孔容为0.296cm3/g的锐钛矿结构的TiO2 纳米粒子,具有很高的光催化活性,并且热稳定性很好,经过800℃的热处理后结构不发生改变。
这种TiO2 纳米微粒可以用作降解有机污染物的催化剂[4]。
室温离子液体高的传导率以及极率使之具有较高的微波吸收率,从而明显地缩短了反应时间。
人们结合离子液体和微波加热的优点,发展了微波辅助室温离子液体法来合成无机纳米材料]。
Cao [5]等在室温离子液体[C2OHmim][cl]中微波加热合成出了由平均厚度为50nm,长度为几百纳米的纳米片从中心放射性生长而成的球状聚集体。
超声波能够在液体介质中形成大量的空化泡,崩溃时产生瞬时高温高压,以致影响反应体系的介观或微观环境,为金属有机物进行热分解反应提供足够的能量,但对反应体系的宏观温度影响不大。
可见,在超声波作用下金属有机物在微观或介观反应体系内瞬间完成分解反应,生成的纳米级金属单质和合金又马上被超声波分散和处于宏观条件下,有利于纳米材料形成和存在。
结合超声波辐射和离子液体的优点,人们提出了用超声波辅助离子液体的方法来合成纳米材料。
Hou等[6]在[C2OHmim]BF4离子液体中借助超声波辐射合成出了ZnO纳米晶体。
辐射2小时合成出了直径为10-40nm,长度为几百个纳米的树状ZnO纳米棒。
Fonseca等[7]将[Ir(cod)cl]2溶解在BMI-BF4,BMI-PF6,BMI-CF3CO3三种离子液体中,通入氢气还原合成出了直径为2-3nm的Ir(0)纳米颗粒。
这些纳米颗粒是按照两步自身催化机理形成的。
此外张晟卯等[8]在室温离子液体中合成出了Ni纳米微粒,所合成的纳米微粒分别具有立方相和六方相结构,粒径分别为200和60nm。
在反应中离子液体不仅作为溶剂,而且作为修饰剂阻止了纳米微粒的团聚和氧化。
4 结束语离子液体的研究和应用虽然展现出了诱人的应用前景,但要大规模地取代传统有机溶剂应用到工业化生产中还需解决一些问题,首先要解决离子液体的生产成本问题。
其次要解决室温离子液体的稳定性,安全性,传质,传热规律和催化活性以及室温离子液体的回收利用等问题。
我们相信,在国内外各研究部门的共同努力下,离子液体必将对工业化生产的发展起到重要作用。
参考文献[1]顾彦龙,杨宏洲,邓友全.室温离子液体中双环戊二烯加氢以及金刚石合成[J].石油化工,2002,31(5):345-348.[2] 杨文龙,罗书平,俞传明.离子液体中碱催化α,β-不饱和化合物与丙二酸酯的Michael加成反应[J].化学研究与应用,2006,18(5):537-541.[3] Jiang T ao,Gao Haixiang,et al.Ionic liquid catalyzed Henry reaction[J].Tetrahedron Letters[J],2004,45(12):2699-2701.[4]Kye Sang Yoo, et al .Synthesis of anatase nanostructured TiO2 particles at low temperature using ionic liquid for photocatalysis[J].CatalysisCommunication,2005,6:259-262.[5]曹洁明,房宝青,王军等.离子液体在无机纳米材料合成上的应用[J].化学进展,2005,17(6):1028-1032.[6]Hou Xianming,Zhou Feng,Sun Yubin,et al.Ultrasound-assited synthesis of dentritic ZnO nanostructure in ionic liquid[J].Materials Letters,2006.[7Jairton Dupont,Gledison S.Fonseca,Jonder Morais,et al.Synthesis and characterization of catalytic iridium nanoparticles in imidazolium ionic liquids[J].Collid and Interface Science,2006,301:193-204.[8] 吴志申,张晟卯,张春丽.室温离子液体介质中尺寸、微粒的制备及结构表征[J]化学学报,2004,62(15):1443-1446.感谢您的阅读!。