非质子型离子液体
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。
离子液体的新型催化反应研究
离子液体的新型催化反应研究离子液体是一种由离子构成的非晶态液体，其基本结构是离子基团和空间基团构成的，离子液体的一大特点是熔点低、热稳定性好、能量传输效率高、可重复利用性好等。
由于离子液体这些特点，它在催化反应方面开创了一种全新的研究领域，被广泛应用于有机合成反应、酶反应、氧化反应等。
今天，我们就来探究离子液体在催化反应领域的新型研究。
离子液体在催化反应领域的优点便于反应控制离子液体是化学反应中新型的反应介质之一，它具有温和的反应条件、优异的反应控制能力和惊人的稳定性，同时还有着极高的溶解性和选择性。
离子液体的结构和物理性质可通过调整组成、基团、阳离子种类、最外层等不同因素进行调节，进而实现对反应条件的调节和控制。
优势明显离子液体具有优异的物理化学性质，与有机溶剂相比，离子液体具有较低的挥发性，使得反应体系容易控制。
同时，由于离子液体的反应介质稳定性好，可保证反应体系的均一性和稳定性。
再加之其对游离基和离子中间体的过渡态有相对定向的作用，因此离子液体氧化反应的选择性比传统有机溶剂更高。
推广价值高离子液体因具有上述优点，在生产中的应用价值也逐渐受到重视。
例如，在液体催化领域，离子液体已成为一种新兴的研究方向。
氧化反应、环化反应、挥发分析、光化学反应等领域，都能够找到离子液体的痕迹，它们不仅可以适应化学反应的需要，还有着较高的推广价值。
离子液体在催化反应领域的应用氧化反应离子液体为氧化反应提供了一种新的反应介质。
很多离子液体能够催化氧化反应，因此被称为氧化剂，如[TMIM][OAc]体系在催化环己烷氧化反应中显示出其较好的活性、选择性和稳定性。
此外，由于离子液体常温离子性，可以与其他氧化剂替代，从而避免某些线性氧化剂中存在的致毒和安全隐患，所以在应用方面也更为广泛。
环化反应离子液体也可以在有机合成领域催化环化反应，例如，Li等人通过化学方式合成出了聚合物PAN-ILs，用于在碳酸酯和伯醇之间的环化反应中催化器件，结果显示它在催化缩合和环化反应的效果比有机溶剂更优，并且可以用于再生，极大地降低了生产成本。
《Nature》：离子液体，药物研发的新方向
《Nature》：离子液体，药物研发的新方向（原作者：Robin D. Rogers等）在当前的药物研发、生产和监管中，重点毫无疑问是固体的活性成分，通常被制成粉剂或片剂。
而液体形式，被看作中间步骤的产物而不是终点，经常被人们忽视。
但是固体活性成分要想最终上市，有个无法绕过的门槛——溶解度，溶解度不好就无法被人体很好的吸收。
40-70%的药物研发的失败，都是倒在了溶解度不佳上。
离子液体，作为一类令人激动的可规避上述问题的化合物，却正被人们所忽视。
目前市面上销售的药物有一半是由离子键连接在一起的盐。
相对于固体形态，在室温或体温状态下为液体的盐具有更好的溶解度、吸收度和稳定性。
离子液体还可以一次性递送两种或更多的活性成分。
例如，通过将止痛药普鲁卡因的活性离子与非甾体抗炎药（NSAID）水杨酸相结合生成液体盐——普鲁卡因水杨酸盐。
它可以更有效、更廉价地发挥这两种化合物的药用功效，同时也开辟了新的治疗方案。
随着现在药物发现的思路越来越停滞不前，是时候尝试替代方案了。
我们呼吁化学家和制药业开发药物的液体盐形式。
化学家需要更多地了解离子液体的相互作用谱、离子键的设计方法以及离子的选择如何改变离子化合物的化学、物理和生物性质。
同时，药物监管机构也需要跟上步伐，把液态活性成分也纳入考虑范围。
为什么离子液体会被忽略？首先，大多数学术界和工业界的化学家缺乏对它们的了解，也缺乏相应的经验。
化学课和教科书中告诉我们新分子是通过共价键而非离子键结合在一起的。
其次，制药公司也相对保守，离子液体对他们来说既陌生又不好管理，同时对于商业开发来说也过于冒险。
还有一个原因，就是学术界和产业界的认知问题。
在过去20年，许多研究者（包括我们）已经证明了离子液体的巨大价值，可以作为溶剂、电解质和压缩机液，它们可重复使用、不挥发、十分安全。
然而，科学家们对这些化合物的绝大多数研究，仍然局限在它们的最初用途上。
例如，二烷基咪唑（dialkylimidazolium）、季铵盐和鏻盐（quaternary ammonium and phosphonium salts），还是像20世纪90年代时那样被看作是“绿色”溶剂和电解质。
离子液体——精选推荐
离子液体1离子液体的概述 (1)2离子液体的种类和性质 (2)3离子液体合成的方法 (4)4离子液体的应用 (6)1离子液体的概述随着科技发展和环保意识的增强，清洁、低耗、高效的化学化工反应是发展的必然趋势。
绿色化学作为环境友好化学，它从源头上避免和消除了对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用以及副产物等的产生，力求使化学反应具有“原子经济”性，实现废物的“零排放”。
可以看出绿色化学是发展生态经济和工业的关键，是实现可持续发展战略的重要组成部分。
而传统的化学反应和分离过程由于涉及大量的易挥发有机溶剂，容易对环境造成严重污染。
针对常规有机溶剂易产生污染的缺点，为适应绿色化学发展需要，一种新型绿色溶剂—室温离子液体引起人们的高度重视。
室温离子液体是一种兼有液体与固体功能特性的“固体”液体。
特别是离子液体具有“零”蒸气压、高稳定性和催化功能，使得其在取代挥发性高、有毒、且易燃、易爆的有机溶剂或高腐蚀性及污染环境的浓硫酸、氢氟酸等无机酸，发展绿色化学和清洁工艺与过程研究领域中具有广泛的应用前景。
作为一种非传统液体，其物理、化学性质前人一直在不断的研究，发现了大量有价值的数据和规律。
但离子液体毕竟是新兴事物，还有许多未开发的空白，致使离子液体本身的特性还未能被系统的充分认识。
而且有一些很必要的物理数据还没有准确测定甚至尚未测定，这些都限制了离子液体的应用研究工作的开展。
近年来，随着环境意识的加强，对汽柴油硫含量的要求日益严格，世界各国也纷纷提出了更高的油品质量标准，进一步限制汽柴油中的含硫量以更好地保护人类的生存空间。
因此最大限度地脱除含硫化合物，在燃油生产加工和储备中显得尤为重要。
到目前为止，开发的各种柴油脱硫技术中，加氢还原脱硫技术比较成熟，对反应机理研究比较透彻，也是目前工业脱硫的主要技术。
但加氢脱硫技术的苛刻反应条件和高成本，限制了它的应用。
探索更温和的脱硫方法和条件是当前实现可持续发展战略的重要工作之一，也是突破制约化学工业发展瓶颈的主要手段，而室温离子液体的良好的脱硫效果让研究者们看到了一类对环境友好的新型绿色溶剂。
离子液体简介
42
首都师范大学学报 (自然科学版)
2005 年
转蒸发器上蒸去丙酮后 ,在真空 ( < 50mTorr) 120 ℃ 下干燥 ,即可得到离子液体 [ emim ]BF4 . 这样就可以 避免使用昂贵的银盐.
另外 ,利用离子液体的不挥发性 ,将 N2取代的 杂环卤盐与 HBF4 、HPF6 共热 ,使生成的 HX 逸出 ,也 是制备酸根离子为 BP24 或 PF26 的离子液体的一种可 选择的方法[17 ,ห้องสมุดไป่ตู้8] .
2003 年 , 法国学者 Levillain 等报道[17] , 他们用 ( R) 222氨基丁醇与二硫代异丙酸甲酯经缩合反应后 得到具有手性碳原子的噻唑啉 ,用卤代烷将其季铵 化 ,再与 HPF6 或 HBF4 共热使 HX 挥发除去 ,即得到 手性离子液体. 同年 ,我国北大的学者 Ma Hong2yang 等也发表论文报道[18] ,从 L2( - ) 2薄荷醇出发 ,经 3 步反应 ,制得两种 N ,N′二取代咪唑六氟磷酸盐 ,并 测定了它们的熔点和比旋光度. 这些结果似乎表明 , 离子液体用于不对称合成的研究已经展开.
3) 由于完全由离子组成 ,因此离子液体通常都 具有良好的导电性. 电化学研究中寻找一种合适的
电解液经常是难以解决的问题 ,而采用离子液体 ,它 们具有较理想的导电性和较宽的电化学窗口 ,同时 它们虽然具有很高的极性 ,却很少与其他物质发生 络合现象 ,这样 ,选择合适的离子液体 ,可以极大地 促进电化学研究的发展.
基咪唑离子 ,[ bmim]表示 12丁基 32甲基咪唑离子.
为了考证离子液体的热稳定性 ,可以在差热分 析仪上对其从室温开始升温 ,记录其失重 10 %的温 度作为其分解温度 ( Td ) . 参见表 2[11] .
离子液体合成法
配合物的合成方式——离子液体合成法1离子液体离子液体是由阳离子和阴离子组成的在室温或近于室温下呈液态的盐类，它不燃烧、导电性好、热稳定性较高，在很宽的温度范围内处于液态，它能溶解许多有机物和无机物，并可循环使用，是一种新型的溶剂体系。
离子液体不挥发，蒸汽压基本为零，被称为环境友好的绿色溶剂，可以取代许多化学反应中使用的挥发性有机物。
更为重要的是，组成离子液体的阴、阳离子可以根据利用者的需要或为具有某种特种性质而设计，所以离子液体也被一些化学家称为“设计者溶液”;至今，人工合成的离子液体大约有100多种，而且新型的离子液体不断地被合成出来，种类的多样化可以满足材料制备的优化和控制的不同需要。
由于其独特性质和环境友好特性，离子液体在有机化学反应、分离以及电化学领域的应用己经广泛研究。
离子液体作为离子化合物，它一般由有机阳离子和无机阴离子组成，当前研究的离子液体的正离子有4类:烷基季铵离子、烷基季膦离子、1, 3 -二烷基取代的咪唑离子、N - 烷基取代的吡啶离子。
阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。
研究的离子液体中，阳离子主要以咪唑阳离子为主，阴离子主要以卤素离子和其它无机酸离子（如四氟硼酸根等）为主。
根据负离子的不同可将离子液体分为两大类:一类是卤化盐。
其制备方法是将固体的卤化盐与AlCl3混合即可得液态的离子液体,但因放热量大,通常可交替将2种固体一点一点地加入已制好的同种离子液体中以利于散热。
此类离子液体被研究得较早,对以其为溶剂的化学反应研究也较多。
此类离子液体具有离子液体的许多优点,其缺点是对水极其敏感,要完全在真空或惰性气氛下进行处理和应用,质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中进行的化学反应有决定性的影响。
此外因AlCl3遇水会放出HCl,对皮肤有刺激作用。
另一类离子液体,也被称为新离子液体。
这类离子液体不同于AlCl3离子液体,其组成是固定的,而且其中许多品种对水、对空气稳定,因此近几年取得惊人进展。
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。
离子液体催化芳烃硝化反应研究进展
煤炭与化工Coal and Chemical Industry第43卷第12期2020年12月Vol.43 No. 12Dec. 2020化工工艺与工程离子液体催化芳煙硝化反应研究进展刘岳明1,刘晨1,2,刘 冉1,张珂1,张娟1,赵地顺1(1.河北科技大学"河北科技大学-南非大学”新能源国际联合实验室，河北石家庄050018；2.石家庄科技信息职业学院，河北石家庄050000)摘要：芳香族化合物的硝化产物在工业上有着广泛的用途，传统硝化工艺以浓硫酸作为催化剂，虽然操作条件成熟，但有强烈的腐蚀性，处理困难。
近年来，随着对绿色催化剂的深入研究，可替代传统混酸硝化体系的绿色催化硝化体系引起了广泛的研究兴趣，其中将新型绿色功能化离子液体作为硝化反应催化剂，实现硝化反应绿色清洁生产成为研究热点。
通过 对离子液体应用于芳婕硝化反应的研究现状进行综述，表明离子液体具有较为理想的绿色催 化前景。
关键词：离子液体；芳香族化合物；催化；硝化；绿色化学中图分类号：TQ241文献标识码：A 文章编号：2095-5979 ( 2020 ) 12-0111-07Research progress on nitrification of aromaticcompounds catalyzed by ionic liquidsLiu Yueming 1, Liu Chen 1,2, Liu Ran 1, Zhang Ke 1, Zhang Juan 1, Zhao Di s hun 1(1. Hebei Science and Technology University, New Energy International Joint Laboratory of H ebei Science and Technology Unwersity- South AfricaUnwersity, Shijiazhuang 050018, China; 2. Shijiazhuang Technology and Information VocationalCollege, Shyiazhuang 050000, China )Abstract : The nitrification products of aromatic compounds are widely used in industry. The traditional nitrification reaction process was using concentrated sulfuric acid as catalyst. Although the operation condition is mature, it has strong corrosivity and is difficult to treat. In recent years, as the study of green catalysts, the green catalytic nitrification systemwhich could replace the traditional nitrification system of mixed acid has attracted wide research interests. So, using new green functional ionic liquids as environment —friendly nitrification catalyst for realizing green and clean nitrificationreaction become a research hotspot. The research progress of ionic liquids used in aromatics nitration reaction was reviewed, and the ionic liquids showed an ideal green catalytic prospect.Key words : ionic liquid; aromatic compounds; catalyze; nitration0引 言工业生产过程中排放的挥发性有机化合物(VOCs)是大气中有机气体污染物的主要来源，不 仅对人类的健康造成严重危害，同时也是公认的可吸入颗粒物PM2.5前驱体，随着经济的发展，VOCs 气体的年排放量持续增长，如何有效控制并处理VOCs 气体成为研究热点。
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❖ 离子液体的正离子主要是三类：咪唑离子、吡啶离子、 7 一般的季铵离子等。
一、离子液体概述
❖ 典型离子结构
▪ 最常用的阳离子 咪唑阳离子
▪ 不同的取代基长度
带来可定制的性能
一、离子液体概述
❖ For many years, the related fields of
molten salts and ionic liquids have
drifted apart, to their mutual detriment.
Both molten salts and ionic liquids are
❖ 离子液体、熔融盐、电解质溶液
(a) liquid NaCl (b) molten bmim PF6 (c) aqueous NaCl.
5
“Oh, East is East, and West is West, and never the twain shall meet. ”
东是东来西是西，两者永远要分离。
Ionic Liquid is
a revolutionary
green material
with excellent properties.
安全性
不易燃烧
9
不会爆炸
不挥发
不污染空气
其它 无色、无嗅 稳定的宽电化 学窗口
灵活性强 可定制选择的 阴阳离子特性
一、离子液体概述
❖ 离子液体的应用
electrochemical double
12
Atomistic Simulation Centre
一、离子液体概述
❖ 离子液体的研究
▪ 目前离子液体的应用领域已经从有机合成扩展到 能源、资源、环境、材料以及航空航天领域，其 理论研究也开始从基本物性的构效关联深入到科 学本质和基本理论问题的探索，并迅速成为新兴 交叉学科的前沿领域之一。
▪ 有关离子液体的重要成果
离子液体的电活性理论 与若干基本物理问题
汇报提纲
一.离子液体概述 二.电活性理论 三.离子液体物性计算
2
四.基础理论问题探讨 五.进一步研究方向
一、离子液体概述
1.1 什么是离子液体
1.2 离子液体的结构特点
1.3 离子液体的应用前景
1.4 离子液体的物理理论
3
一、离子液体概述
❖ 什么是离子液体?
13
已刊登在包括Science, Nature,
PRL, JACS等权威刊物，以及
跨学科的重要期刊上(如J. Phys.
Chem., J. Chem. Phys., PCCP,
Chemphyschem, J. Mol. Liq. 等).
..
. .
一、离子液体概述
❖ 离子液体物理研究
▪ 与分子液体不同，离子液体中的离子之间相互作用非常复杂， 其中离子间的库仑作用占居主导地位，但库仑作用中既有异号 离子间的吸引作用也有同号离子间的排斥作用，同时范德瓦尔 斯、氢键等相互作用也不可忽略。揭示离子相互作用与理化特 性之间的关系是离子液体研究的主题。
same principles; both require skilled
practitioners; both speak the same
6
language; all then that is truly different
is their semantics, and how superficial
layer supercapacitor
dye-sensitized solar cells
离子液体的 相关应用
10
commercialized pouch-type cell
biofuel cell
一、离子液体概述
❖ 离子液体的应用
electromechanical actuator
离子液体的 相关应用
8
▪ 与不同的阴离子组合 形成特性各异的液体
一、离子液体概述
❖ 离子液体的特点
低熔点 在室温下即为 液体状态 液态温度范围 大
与传统的分子液体相比，离子 液体具有不易挥发、不可燃、 离子电导率大以及热学和电化 学稳定性高等独特的物理化学 性质，因而成为一类迅速发展 的新型绿色介质和功能材料。
仅由离子组成 高电导率 可用于光电子、 微流控光器件 等设备
▪ 离子液体(Ionic Liquids)是室温下完全由离子组成的 液体物质，又称为室温离子液体( room temperature ionic liquid) 、室温熔融盐(room temperature molten salts) 、有机离子液体等。
4
▪ 其对比物是普通的分子液体 。
一、离子液体概述
11
Deposits of photoluminescent semiconductors obtained from ionic liquid baths.
Lab-on-a-Chip System
一、离子液体概述
❖ 基于离子液体的染料太阳能电池
On the Performance of Ionic Liquids As Electrolytes for Dye Sensitised Solar Cells. Carlos Pinilla, Mario Del Pópolo, Jorge Kohanoff and Ruth Lynden-Bell
▪ 作为不同于分子液体的一类物质，目前对离子液体科学本质和
基础理论的研究才刚刚开始，关于离子液体的系统性物理知识
is that?
❖ “EUCHEM Conferences on Molten
Salts and Ionic Liquids”, Sept. 2006
Tunisia
一、离子液体概述Βιβλιοθήκη ❖ 第一个常温离子液体[EtNH3][NO3]（mp. 12 ℃）于1914 年发现，但仅在上世纪七十年后才有新的进展。
liquid salts containing only ions - all
that is different is the temperature!
Both fields involve the study of
Coulombic fluids for academic and
industrial purposes; both employ the