离子液体在分离提纯中的应用
离子液体及其在萃取中的应用研究进展
技技术术进进展展 Techno/ogy Progress
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离子液体及其在萃取中的应用研究进展!
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张景涛 朴香兰 朱慎林 （清华大学化工系，北京 100084）
量对体系酸碱性的控制可以用来实现对其中反应的
控制，这一点与水溶液中调节 pH 来控制过程极为
类似。经 研 究 发 现， 这 样 的 体 系 中 存 在 下 面 的 平
衡。其中的 AlCl4 - 、Al2Cl7 - 、Cl - 随氯化铝的摩尔 分数改变而改变，进而改变了体系的l2Cl7- + Cl-
液液萃取分离过程作为一种有效的分离方法， 应用的范围极为广泛。以往萃取操作过程中选择萃 取剂的标准基本以萃取效果为衡量标准，对环境因 素考虑较少，这导致了使用的有机溶剂挥发性强、 毒性大、对环境危害严重等各种问题。按照绿色化 学的思想，科学工作者必须要选择使用绿色溶剂， 从源头消除以往萃取工艺中的缺点，把整个过程变 成绿色环保工艺［3］。本文即介绍室温离子液体及其 在萃取分离方面的研究进展情况。
离子液体体系中没有分子而均为离子，因此液 体具有 很 高 的 导 电 性， 常 被 用 于 作 为 电 池 的 电 解 液［1，9］。由于离子液体是离子态的物质，挥发性很 低，不易燃，对热稳定，这就保证了它对环境没有 以往挥发性有机溶剂（VOC）所无法避免的污染。正 是如此，它被称为是一种绿色溶剂，可以被用来替 代原有的有机溶剂作为反应和分离介质来开发清洁 工艺［2，5］。由于环境的压力在逐渐加大，室温离子 液体的研究开发逐渐得到更多的重视。
离子液体在萃取分离中的应用研究进展
Sr2+
[ 10]
[ Cn mim] [ Tf2 N] ( n= 5, 10)
Na+
[ 30]
18C6, DCH18C6, Dt b1 8C6
[ Cn mim] [ PF 6 ] ( n= 4, 6, 8)
Na+ , Cs+ , Sr 2+
[ 11]
BO Bcali xC6
[ Cn mim] [ T f2 N] ( n= 2 , 3 , 4 , 6 , 8)
摘 要: 室温离子液体作为一种新型绿色溶剂, 具有液程宽、几乎不挥发、溶解能力强及
结构可调等独特的物理化学性质, 近年来逐渐被人们认识了解, 它在各个领域的应用也
得到了初步的发展。本文重点概述了离子液体在萃取分离金属离子方面的研究进展,
并对离子液体萃取分离有机物和生物分子的研究作了简要介绍。引用文献 54 篇。
D 值均小于 1, 而在 DCH 18C6 和 4, 4c2( 5c)2二2( 四2丁基环己基)2182冠26 ( Dt b18C6) 存在的条件下, D 值 可以提高 4 个数量级[ 11] 。
Diet z 和 Dzielawa 认为, 离子液体萃取金属离子是通过由中性萃取剂形成的复合物与离子液体间的
功能性离子液体也得到了不断的开发和应用sci收录的有关离子液体的文章逐年增长离子液体已成为化学领域中的研究热点之一与目前广泛应用的有机溶剂相比离子液体具有以下突出的优点最高可至400蒸汽压极低不易挥发对有机物无机物都有良好的溶解性使许多化学反应得以在均相中完成且反应器体积大为减小具有结构可调控性
第 25 卷第 5 期 Vol. 25 No. 5
calix C6 ( calix [ 4] ar enebis ( t ert2octyl benzo2cr own26) ) ; N2al kyl2Aza218C6; H TT A ( 4, 4, 42t rit lu or o212 ( 22 th ienyl )2 1, 32but anedi on e) ; CM PO
离子液体,萃取
离子液体,萃取
离子液体是一种特殊的液体，它由离子分子组成，通常是一种有机阴离子和一种有机阳离子的组合，这使得它具有很多独特的化学性质和应用价值。
近年来，离子液体已经被广泛应用于化学合成、催化反应、分析化学、电化学、萃取等领域，特别是在有机合成Chemistry、有机反应动力学等方面获得了良好的应用效果。
离子液体的萃取技术在化学和生物领域中具有广泛的应用。
它由于具有高的化学稳定性、高的热力学稳定性、无挥发性、可回收性等特点，成为了萃取工艺的良好选择。
在环境 protection 中，通过离子液体的萃取过程和再生，有效地降低了有机物的含量，提高了水的质量。
离子液体的萃取技术已经在化学合成、天然产物化学、分离和分析等方面广泛应用。
例如，研究人员利用离子液体萃取技术，成功地从橄榄油中提取了多种生物活性成分，如酚酸类、三萜类等，为植物提取物的分离和纯化提供了有力的技术手段。
同时，离子液体在分析化学领域中也有广泛应用。
通过离子液体萃取和液液微萃取等技术，可以对环境中的苯酚、叶酸、咖啡因、对受试者的血液样本等进行有效分析。
总之，离子液体作为一种新型液体，在化学和生物领域中的应用越来越广泛。
离子液体的萃取技术不仅具有高效、高选择性、易操作
等特点，而且有助于环保和资源利用。
它的开发和应用，为我们提供了全新的思路和方法，有望在未来得到更加广泛的推广和应用。
离子液体在分离提纯中的应用
离子液体在分离提纯中的应用摘要：室温离子液体是熔点在室温附近的一类熔融盐,以熔点低、蒸汽压小、电化学窗口宽、酸性能调节及良好的溶解性等诸多特点在电化学、有机合成、催化、分离、提纯等领域应用广泛。
本文主要介绍了离子液体在分离分析上的应用及近几年离子液体研究应用的进展。
现在所要解决的核心问题就是离子液体在萃取分离提纯过程中的应用，并展望了离子液体在分离方面的应用前景和发展方向。
关键词：离子液体；分离；合成；提纯；应用1、导言室温离子液体，简称离子液体, 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。
它一般由有机阳离子和无机阴离子相互结合而成的一种室温或低温下呈液态的盐类化合物。
与一般有机溶剂不同，离子液体很难挥发，所以实验室使用它无毒性且无污染。
并且，我们很轻松地从离子液体中萃取出产物进一步回收催化剂，可以实现多次循环使用这些液体进而实现了绿色化的合成，因此它被称为”绿色溶剂”。
离子液体因其诸多特点在电化学、有机合成、催化、分离等多方面领域得到广泛的应用。
2、离子液体的合成和性质2.1离子液体的合成离子液体的种类很多,改变阳离子、阴离子可以有不同的组合,可以设计合成出多种不同的离子液体。
具有代表性的离子液体合成是由甲基咪唑与卤代烷烃直接合成中间产物,然后再与含有目标负离子的无机盐离子或有机盐离子反应生成相应的离子液体。
2.2 离子液体的性质2.2.1熔点熔点是无机盐、有机盐等化合物的一个重要的物理特征,也是判别其是否构成离子液体的重要标志。
目前对于某些盐类熔点低的原因不是很清楚,大多数认为可能有以下几个原因：组成盐类化合物的阳离子对称性较低；分子间的相互作用弱(如氢键等)；电荷平均分布在阳离子上，以及晶体的低效堆积]等。
2.2.2粘度离子液体的粘度主要取决于离子液体间范德华作用力大小以及形成氢键的能力。
离子液体的粘度和范德华作用力的关系可由1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的粘度随阴离子变化的结果中得出，当阴离子CF3COO-变为C3F7COO-时，离子液体的粘度明显增加。
离子液体及其在分离分析中应用-25页精品文档
离子液体在分离分析中的应用
（2）从水中萃取金属离子 普通D＜1
A、在离子液体上引入新原子或结构
ห้องสมุดไป่ตู้
H
H
B、加入萃取剂－冠醚
N
N
N
N
PF6-
R
X
X=O, S R=CH3, C3H7,
Visser A E, Swatloski R P, Reichert W M et al. Environ. Sci. Technol.,2019:2523-2529
参考文献
Cabovska B, Kreishman G P, Wassell D F et al. J. Chromatogr. A,2019,1007(1-2):179-187 Abdul2Sada A A K, Greenway A M, Seddon K R et al . Org. Mass. Spectrom, 1993 , 28 : 759-
Anderson J L ,Armstrong D W. Anal . Chem. ,2019 ,75:4851-4858.
离子液体在分离分析中的应用
4、液相色谱－－（1）作为流动相：
He等最早报道，研究了不同浓度的BmimBF4作流动相，pH3.0时 C18柱上分离麻黄碱的色谱行为
0
5.2
2.6
Yanes E G, Gratz S R, Baldwin M J et al. Anal. Chem.,2019,73:3838-3844
离子液体在分离分析中的应用
(2)在非水毛细管电泳中作电解质及添加剂： Vaher等用二烷基咪唑类离子液体
离子液体浓度以及阴离子部分对 淌度的影响
Vaher M, Koel M, Kaljurand M. J. Chromatogr. A.,Electrophoresis,2019,23(3):426-430
离子液体在催化反应中的应用及机制探究
离子液体在催化反应中的应用及机制探究催化反应是一种通过添加催化剂来提高反应速率的化学反应。
近年来，离子液体作为一种特殊的溶剂，在催化反应中展示出了良好的应用前景。
离子液体是一种具有低挥发性、高稳定性和可调控性的溶剂，其结构和性质能够与催化剂及反应物相互作用，从而影响催化反应的速率和选择性。
本文将探讨离子液体在催化反应中的应用及其机制。
离子液体在催化反应中的应用主要包括催化剂载体、催化剂活性调控、反应产物分离提纯等方面。
首先，离子液体作为催化剂载体，能够提高催化剂的稳定性和可重复使用性。
传统的溶剂在高温或高压条件下容易挥发或分解，而离子液体具有较高的热稳定性和化学稳定性，能够稳定地承载催化剂，从而增加催化剂的寿命。
其次，离子液体可以通过与催化剂的相互作用来调控催化剂的活性和选择性。
催化反应中，催化剂的活性是关键因素之一。
离子液体能够与催化剂形成强烈的相互作用，通过改变催化剂的电子环境或形貌，进而调控催化剂的活性。
例如，离子液体可以增强催化剂表面上活性位点的可利用性，提高催化剂对反应物的吸附能力，从而增强了催化反应的速率。
同时，离子液体还可以改变催化剂活性位点的空间结构，影响催化反应的选择性。
这种活性调控的能力使得离子液体在催化反应中展现出了良好的应用潜力。
离子液体还可以用作催化反应产物的分离和提纯剂。
传统的有机溶剂通常与产物有相似的化学性质，难以实现催化反应产物的高效分离和提纯。
而离子液体具有独特的溶解性能和物理化学性质，可以与目标产物或副产物形成可调控的相互作用，从而实现产物分离与提纯的高效性能。
例如，离子液体可以通过萃取或萃取结晶的方式，将目标产物从反应混合物中提取出来，进而实现高纯度的产品得到。
离子液体在催化反应中的机制主要通过以下几个方面来解释：离子交换、电子转移、离子迁移、酸碱性等。
首先，离子交换是指离子液体中阳离子和阴离子之间的交换作用。
离子液体中的阳离子和阴离子以静电相互作用为基础，形成稳定的液态结构。
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第一章离子液体的基本概念离子液体是指在室温下液态存在下，其由离子对（如四氟化氢钾三水合物离子对[K(H2O)3F]）或簇（如甲基三异丙基氫鎓离子和叔丁基氧化铵离子）组合而成的体系。
与传统的有机溶剂相比，离子液体具有优异的物化性能，如极低的蒸气压、高的热稳定性、化学惰性、良好的电化学性质等。
因此，离子液体已经成为近年来化学界研究热点之一。
第二章离子液体在有机合成中的应用离子液体具有良好的溶解性、高度组合性、广泛的化学空间等特点，因此已经在有机合成中得到了广泛的应用。
合成N-脸基嘧啶：在一项研究中，离子液体1-甲基-3-丁基咪唑氯铝酸盐([Hmim]Cl/AlCl3)作为催化剂，将苯乙酸和邻-苯二胺反应，成功合成出了N-脸基嘧啶。
研究结果表明，离子液体的存在极大地促进了该反应的进行，为其提供了一条值得考虑的新途径。
合成诺贝尔反应物：离子液体1-甲基-3-丁基咪唑氯铝酸盐([Hmim]Cl/AlCl3)与(2,6-二甲基吡啶)三(氯铝酸盐) ((Dmp)3(AlCl3))共同作为催化剂，将三溴苯与苯乙烯反应，成功合成出了诺贝尔反应物。
研究表明，离子液体在诺贝尔反应中可以替代传统的芳香硫酸盐和路易斯酸，具有更好的反应活性和选择性。
第三章离子液体在多相催化反应中的应用离子液体作为新型的溶剂体系，在液相-液相和液相-固相催化反应中已经得到了广泛的应用。
离子液体能够对催化剂的结构、组成、电荷等进行调控，从而实现对反应过程的精细控制。
氢化反应:在一项研究中，研究人员将离子液体([Omim][BF4])和Pd/γ-Al2O3催化剂进行了组合，用于芳基酮的催化氢化反应。
结果表明，离子液体的存在降低了反应的激活能，提高了反应速率，同时还减少了催化剂的负载量。
研究表明，离子液体作为新型的溶剂体系，可以有效地优化多相催化反应过程。
合成谷氨酸酐:离子液体可用作多相催化反应的良好介质，具有广泛的应用前景。
简述离子液体及其在萃取分离中的研究应用
简述离子液体及其在萃取分离中的研究应用摘要：离子液体作为一种环境友好的新型绿色溶剂，具有独特的性质，目前已在萃取分离领域得到很好的研究和应用．本文重点介绍了离子液体在萃取分离有机物、金属离子、气体分子和生物分子方面的应用研究。
关键词：离子液体；萃取；分离；1.引言目前广泛应用的萃取分离技术有液相萃取、固相萃取、微波萃取、液膜萃取等．随着近几年绿色化学的兴起，离子液体作为继超临界流体CO2以来的又一新型溶剂，在样品前处理中分离、富集的应用也得到进一步发展，给传统的萃取分离注入了新的内容．离子液体是一类新型的绿色介质，具有不易挥发、导电性强、粘度大、蒸气压小、性质稳定、可设计性、对许多无机盐和有机物有良好的溶解性等优点，因而其应用领域非常广泛，目前离子液体已在萃取分离、电化学、化学、环境、生物技术、材料等诸多领域都得到开发和应用。
基于离子液体萃取效率高、可循环利用等优点，其在传统的萃取中的应用研究很多，并且具有广泛的应用前景。
2.离子液体简介2.1离子液体的结构和分类离子液体，又称室温离子液体，或室温熔融盐，是指在室温或接近室温时呈液态，并由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系．按照阴阳离子排列组合方式的不同，离子液体的种类有很多．目前通常根据有机阳离子母体的不同，将离子液体分为4类，分别是咪唑盐类(I)、季铵盐类(II)、吡啶盐类(Ⅲ)、季膦盐类(IV)[1]．离子液体的种类并不仅限于此，其他代表性的离子液体还有锍盐离子液体、手性离子液体，两性离子液体等。
2.2离子液体的特点与传统有机溶剂和电解质相比，离子液体的主要特点是：①蒸汽压低，不易挥发；②具有较大的稳定温度范围和较高的化学稳定性；③具有较大的结构可调性，适合用作分离溶剂；④具有介质和催化双重功能，对于许多无机和有机物质溶解性好；⑤离子液体作为电解质具有较大的电化学窗口、导电性、热稳定性和抗氧化性等[2]。
总之离子液体兼有液体与固体的功能特性，因此被称为“液体”分子筛．3.离子液体在萃取分离中的应用3.1离子液体萃取有机物离子液体蒸气压低，热稳定性好，液态范围广，对很多有机物有显著而不同的选择性，萃取完后可以分离萃取物循环使用。
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离子液体在分离提纯中的应用
发表时间：2017-06-15T10:56:08.377Z 来源：《基层建设》2017年6期作者：张艳平[导读] 本文主要介绍了离子液体在分离分析上的应用及近几年离子液体研究应用的进展。
安徽太平矿业有限公司安徽省宿州 234000 摘要：室温离子液体是熔点在室温附近的一类熔融盐,以熔点低、蒸汽压小、电化学窗口宽、酸性能调节及良好的溶解性等诸多特点在电化学、有机合成、催化、分离、提纯等领域应用广泛。
本文主要介绍了离子液体在分离分析上的应用及近几年离子液体研究应用的进展。
现在所要解决的核心问题就是离子液体在萃取分离提纯过程中的应用，并展望了离子液体在分离方面的应用前景和发展方向。
关键词：离子液体；分离；合成；提纯；应用 1、导言
室温离子液体，简称离子液体, 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。
它一般由有机阳离子和无机阴离子相互结合而成的一种室温或低温下呈液态的盐类化合物。
与一般有机溶剂不同，离子液体很难挥发，所以实验室使用它无毒性且无污染。
并且，我们很轻松地从离子液体中萃取出产物进一步回收催化剂，可以实现多次循环使用这些液体进而实现了绿色化的合成，因此它被称为”绿色溶剂”。
离子液体因其诸多特点在电化学、有机合成、催化、分离等多方面领域得到广泛的应用。
2、离子液体的合成和性质
2.1离子液体的合成
离子液体的种类很多,改变阳离子、阴离子可以有不同的组合,可以设计合成出多种不同的离子液体。
具有代表性的离子液体合成是由甲基咪唑与卤代烷烃直接合成中间产物,然后再与含有目标负离子的无机盐离子或有机盐离子反应生成相应的离子液体。
2.2 离子液体的性质
2.2.1熔点熔点是无机盐、有机盐等化合物的一个重要的物理特征,也是判别其是否构成离子液体的重要标志。
目前对于某些盐类熔点低的原因不是很清楚,大多数认为可能有以下几个原因：组成盐类化合物的阳离子对称性较低；分子间的相互作用弱(如氢键等)；电荷平均分布在阳离子上，以及晶体的低效堆积]等。
2.2.2粘度离子液体的粘度主要取决于离子液体间范德华作用力大小以及形成氢键的能力。
离子液体的粘度和范德华作用力的关系可由1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的粘度随阴离子变化的结果中得出，当阴离子CF3COO-变为C3F7COO-时，离子液体的粘度明显增加。
这是因为C3F7COO-阴离子具有更强的范德华力作用。
2.2.3密度现在研究大多认为：离子液体的密度主要取决于组成离子液体的阴离子和阳离子。
选择合适的阴离子确定离子液体的密度范围，而选择合适的阳离子则可以更精细的调节离子的密度。
2.2.4电导率和电化学窗口RTILs在纯度较高时有极好的的导电性,较高的离子迁移率，稳定而又较宽的电化学窗口。
氯铝酸离子液体的电导率和电化学窗口都与氯化铝和季铵盐的摩尔比有关系。
2.2.5蒸汽压及溶解性离子液体与水分子及其他溶剂相比,其内部存在非常大的库仑作用力,一价的异号离子间的相互作用能最大可达100千焦每摩，这是水的十倍。
因此RTILs在较高的温度和真空度下也会保持相当低的蒸汽压力。
由于RTILs具有很强的极性,对多种有机化合物、无机化合物以及多种聚合材料具有特殊的溶解能力,是唯一能够溶解各种氢化物(如NaH和CaH2)、碳化物、氮化物、以及各种氧化物和硫化物等相当多化合物的理想溶剂。
3、离子液体在分离提纯中的应用 3.1离子液体在萃取、分离中的应用
分离提纯回收产物始终以来一直是化学合成中的难题。
用水做溶剂进行萃取分离有机物一般只适用于亲水性物质，而且蒸馏技术也不能用于蒸发性较差的物质,过多的使用有机溶剂又会引起物质之间的交叉污染。
离子液体在液-液萃取分离上,离子液体溶剂能溶解多种有机化合物、无机化合物、有机金属化合物、无机金属化合物,同时离子液体与大多数有机溶剂不发生混溶,这就是说离子液体更加适合作为液-液萃取的新介质。
3.2离子液体在毛细管电泳中的应用
由于RTILs具有超高的电导率,可作为电解质添加剂用于毛细管电泳分离。
Yanes等认为,离子液体在毛细管表层形成了一层带电荷的薄层(见图1),离子液体的咪唑阳离子与样品相互作用促进了样品在毛细管中的迁移进而导致色谱分离。
他们分离了一系列酚类化合物,并且考察了不同烷基取代的离子液体对萃取分离中的影响。
得到了较好的分离效率和色谱重复性。
Jiang等采用类似的方法分离了溶菌酶、细胞图1
色素、胰蛋白酶原和胰凝乳蛋白酶原等碱性蛋白,同样得到了比较好的分离效率和色谱重复性。
3.3离子液体在气相色谱上的应用
离子液体作为气相固定相表现出两种不同与其他物质的特性。
当分离的样品是中性或非极性样品时,样品在色谱柱上的保留与样品在其他非极性色谱柱上的保留是一致的,结果还表明,阴离子为氯离子的离子液体与含有强给电子和推电子基团的样品具有强的作用。
3.4离子液体在液相色谱中的应用
关于离子液体在液相色谱上的应用,还鲜有有先关方面的文献报道。
将1-烷基-3-甲基咪唑基离子液体用作高效液相色谱流动相添加剂，既考察了具有不同烷基碳链的咪唑阳离子和不同种类阴离子的离子液体对核苷酸、生物碱分离的影响。
有效地改善了碱类化合物分离中谱峰拖尾这一常见的现象。
4、结论与展望
离子液体作为一种环保效益较好的绿色新型溶剂,具有其独特的性质,结构可设计，物理化学特性稳定，,使离子液体的研究应用越来越得到人们的重视。
功能化离子液体可构成特定的离子液体萃取体系,对大部分无机金属离子、有机物、生物分子等都具有很好的溶解性能,且可降解某些高分子材料。
离子液体在萃取过程中的分配比、萃取后目标物与离子液体的分离、离子液体的循环使用将是离子液体作为萃取溶剂研究理应予以关注的焦点问题,研究者们正在寻找真正符合“绿色化学”理念的离子液体。
参考文献
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