聚离子液体 综述
添加剂诱导聚偏氟乙烯形成γ结晶相的方法
1 表面活性剂研究表明，选用有机改性硅共聚物L-520作为表面活性剂处理含α结晶相PVDF 粉末，再经溶剂抽提处理，使得PVDF 粉末表面含有<1.8 wt%的表面活性剂[1]。
处理后的粉末在经过热压缓慢升温至熔点以上，然后将淬火后的样品浸泡于甲苯中除去表面活性剂。
预浸表面活性剂的PVDF 粉末在DSC 慢速升温测试过程中，在低温处出现对应α结晶相的熔融吸热峰；在高温处出现了第二个熔融吸热峰，且随着升温速率的下降该峰越发明显，该峰对应的是γ结晶相的熔融。
研究表明：有机改性硅共聚物表面活性剂的引入可诱导PVDF 中大量γ结晶相的形成。
形成机理为表面活性剂诱导α结晶相向γ结晶相发生转变，表面活性剂干扰在熔融过程中α结晶相内分子的扩散，使分子链以松散的片晶形式存在，转变为更稳定的γ结晶相的分子链构象。
2 离子液体离子液体具有低熔点、低蒸气压、高的化学和热稳定性、高的离子导率和宽的电化学势能范围等特点，广泛用于润滑剂、绿色溶剂、电池电解质等领域。
离子液体可用作无机填料与聚合物树脂基体的增溶剂，增强两者的界面相容性，改善无机填料的分散性，尤其是纳米填料如碳纳米管和蒙脱土的分散。
离子液体也可以促进PVDF 中极性结晶相的形成。
离子液体修饰改性的碳纳米管可改变PVDF 的结晶行为。
离子液体的引入不仅有利于碳纳米管的分散，也可诱导非极性晶型向极性晶型的转变，同时离子液体与PVDF 分子链间会形成特定的相互作用。
利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF 6])离子液体改性PVDF ，将PVDF 与不同比例的[BMIM][PF 6]在190 ℃转速为50 r/min 条件下混合5 min ，将混合后的样品在200 ℃热压成300 μm 厚的薄膜[2]。
红外测试结果表明：纯PVDF 样品中0 引言聚偏氟乙烯(PVDF)是一种电活性的多晶型氟聚合物，分子主链中-CH 2-和-CF 2-链节交替排列。
离子液体
两步合成法
如果直接法难以得到目标离子液体,就必须使用两步合成法。首 先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐,然后用目标阴离子 Y-置换出X-或加入Lewis酸MXy来得到目标离子液体。在第二步反 应中,使用金属盐MY(常用的是AgY或NH4Y)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液体。应特别注意的是,在用目标阴离子 (Y-)交换阴离子(X-)的过程中,必须尽可能地使反应进行完全,确保 没有X-阴离子留在目标离子液体中,因为离子液体的纯度对于其应 用和物理学特性的表征至关重要。高纯度二元离子液体的合成通 常是在离子交换器中利用离子交换树通过阴离子交换来制备。
离子液体研究的现状分析
从1997．2006年SCI论文的发表情况来看，目前对离子液体作为一种新型溶剂或“软 "功能材料的应用研究已经涉及：有机反应、材料化学、电化学、高分子化学、分析 化学以及分离纯化技术等众多领域(Table1．1)，并在能源、环境、生命科学、航空 航天技术等领域展现出良好的前景。虽然各个领域对离子液体的开发和应用研究还带 有一定的盲目性，但是我们有理由相信：随着对离子液体本身结构与性质研究的不断 深入和系统化，人们对于它们的开发和应用研究将进入一个更为有序化的轨道之中。 另外，从离子液体研究的SCI论文数量来看，其增长速度也是相当惊人：从十年前的 一年约10篇增加到现在的一周约10篇。我们对于1997．2006年发表的SCI论文数量 进行统计，结果参见第一章离子液体的研宄现状与趋势Scheme 1．2。从图中我们可 以看出，进入2000年以来，离子液体研究的SC]论文数量呈爆炸式的增长态势。
论文模板
离子液体催化烷基化反应的研究进展作者：XXX 指导老师：刘涛（安庆师范学院化学化工学院，安庆，246011）摘要：离子液体具有很高的选择性和酸催化活性，是一种非常有前途的新型绿色烷基化催化剂，目前已成为当今化学研究的热点之一。
本文简介了近年来各类离子液体在催化苯以及催化C4等烷基化反应中的应用，并对离子液体应用所面临的问题进行了简要分析，综述了其作为绿色催化剂在烷基化反应中的应用研究进展，同时展望了其未来发展趋势。
关键词：离子液体；烷基化；催化剂1、引言离子液体（ionic liquid）是指在室温或室温附近温度(–30～50℃)下呈现液态的，并且完全由离子构成的物质[1,2]，又称室温离子液体（room temperature ionic liquids）、室温熔融盐（room temperature molten salts）、有机离子液体等。
离子液体是由烷基季N+、PR4+、SR3+）与复合阴离子（如AlCl4－、BF4－、SbF6－）等组成的铵阳离子（如R4复合盐，室温下呈现液态，温度范围宽，不易挥发、不燃烧，无毒，使用安全，溶解能力强，含有B酸和L酸两重酸性的超强酸，可做特殊溶剂，具有很高的酸催化活性和选择性。
其比传统的有机溶剂液态温度范围宽、蒸汽压低、电化学稳定性高，具有介质和催化双重功能等特点[3]。
烷基化催化剂的发展有多种，如浓硫酸、氢氟酸、杂多酸、分子筛和离子液体等各种超强酸类催化剂。
其中，无机酸催化烷基化反应已有较好的技术并被工业化，但存在着许多技术问题，最大的缺点是存在着严重的设备腐蚀和环境污染问题。
为克服上述无机酸催化剂的缺点，新型离子液体催化剂特别适应于目前所倡导的绿色化学技术的要求，可做多种有机反应的催化剂。
随着当今无污染清洁技术受到日益关注的程度，因其本身所具有的优越性，离子液体成为目前一种发展前景非常好的新型绿色烷基化催化剂，有着良好的应用价值，因此吸引着各方学者对其进行不断地研究。
文献综述吴健雄学院东南大学
离子液体萃取/催化氧化脱除燃油中有机硫吴欣孙茜吴玲(东南大学化学化工学院,江苏省南京市)指导教师：周钰明教授摘要:汽车排放的有害物质已成为全球空气污染的主要来源之一。
燃油中含有多种硫化物,因此，脱硫成为生产清洁燃油的一个可研究方向。
目前脱硫有许多方法，分加氢和非加氢两大类。
本文主要阐述离子液体在汽油脱硫中的应用.关键词:酸性离子液体催化氧化脱硫一、脱硫研究背景近年来随着世界经济的迅猛发展，汽车用量的增多,汽车尾气污染成为环境污染的主要原因之一,许多环境法规中已经严格规定限制了燃料中硫的含量,于是为了怎样有效的低成本的脱去燃料中的有机硫就变成了重中之重。
国内外对此已进行了许多研究［１]．燃油中含有多种硫化物,噻吩占柴油总硫的80%以上，苯并噻吩和二苯并噻吩又占噻吩类的７0％以上［2－4]。
近年来各国均开始制定并执行严格的标准来控制汽车尾气排放,尤其是严格限制燃料油中的硫质量分数,促使燃料油向着无硫化方向发展。
关于燃油中硫含量的标准,各国的标准各不相同.目前我国柴油中硫含量过高达800ppm,而欧洲只有50ｐpm。
改善柴油品质首先要提高柴油质量强制性标准，其次适时将柴油质量提高到欧Ⅲ、欧Ⅳ标准.欧Ⅱ排放标准正在中国实施,燃油含硫量应≤5００ppm。
欧Ⅲ排放标准:燃油含硫量应≤35０ｐpm.欧Ⅳ标准:燃油含硫量≤5０pｐm。
欧Ⅴ标准:燃油含硫量≤10ppm。
我国燃油脱硫的道路任重而道远。
二、脱硫方法简介通过对文献的阅读,我们了解到,目前的脱硫方法主要分为加氢与非加氢两大类。
下面将对这两大类方法做一个简单的概括和介绍．催化加氢脱硫(HDS）是工业上燃油脱硫的主要手段,可将汽柴油中硫醇、硫醚等简单小分子有机硫脱除[5—6].但是深度加氢降低烯烃和芳香烃的含量从而引起汽油辛烷值的下降,同时氢的耗量也增加,反应器的体积急剧增加，导致加氢工艺设备投资大，使得操作费用非常高[7］。
由于传统的催化加氢法有许多不足,一些新型脱硫方法正在研究使用。
咪唑类离子液体的合成及应用研究进展
农产品加工Farm Products Processing No.7 Jul.第7期(总第556期)2022年7月文章编号：1671-9646(2022)07b-0085-04咪哩类离子液体的合成及应用研究进展李艳秋，马川兰，郭志芳(潔河职业技术学院食品学院，河南漂河462002)摘要：近年来，离子液体作为一种绿色溶剂已经成为广大科研工作者研究和探讨的焦点，咪哩类离子液体是一类数量最多、应用最广泛的离子液体。
对咪哩类离子液体的合成及应用进行综述，并对咪哩类离子液体的发展进行了展望。
关键词：咪哩类离子液体；合成；应用；研究进展中图分类号：0654.4文献标志码：A doi：10.16693/ki.1671-9646(X).2022.07.050Progress on the Synthesis and Application of Imidazoles Ionic LiquidsLI Yanqiu,MA Chuanlan,GUO Zhifang(institute of Food,Luohe Vocational Technical College,Luohe,He'nan462002,China) Abstract：In recent years,ionic liquid as a green sovent has become a focal point for many researchers,imidazoles ionic liquids are the most abundant and widely used ionic liquids.The synthesis and application of imidazoles ionic liquids were reviewed,and the development of imidazoles ionic Equids was prospected.Key words:imidazoles ionic liquids;synthesis;application;progress离子液体，顾名思义是全部由离子组成的液体盐。
离子液体萃取分离重金属离子的研究进展
离子液体萃取分离重金属离子的研究进展何海亮【摘要】随着近几年绿色化学的兴起,室温离子液体的出现给传统的萃取分离注入了新的内容.离子液体具有不易挥发、导电性强、黏度大、蒸气压小、性质稳定、可设计性等优点,因而在萃取分离和化学反应领域显示出良好的应用前景.本文概述了离子液体的发展、分类、特点,综述了近年来离子液体萃取分离重金属离子方面的研究,并对其发展提出建议.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2019(037)006【总页数】3页(P93-95)【关键词】离子液体;萃取分离;重金属离子【作者】何海亮【作者单位】六盘水市钟山区能源局,贵州六盘水 553000【正文语种】中文【中图分类】TQ028.32传统有机溶剂对环境污染较大，随着人们环境保护意识的提高，当前急需开发一种环境友好型、无毒、绿色溶剂。
离子液体具有蒸气压小、热稳定、不易挥发、不易燃和导电性强等优势，是绿色化学的研究热点之一，其在有机合成、物质分离等领域具有广阔的应用前景[1-2]。
本文即介绍室温离子液体萃取分离重金属离子方面的研究进展。
1 离子液体1.1 离子液体的定义正常情况下，离子液体是指全部由离子组成的液体，通常它在室温条件或者室温附近温度下呈液态，并且由离子构成，被称为室温离子液体或者室温熔融盐。
1.2 离子液体的产生与发展1914年，人们发现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℃，它是最早发现的离子液体[1]。
1951年，Hurley等把N-烷基吡啶加入AlCl3中，加热这两种固体混合物时，发现其形成了清澈透明的液体，即现在所说的室温离子液体的雏型——氯铝酸盐离子液体[3]。
1992年，Wilkes等合成了第一个稳定的离子液体[emim][BF4]，离子液体[emim][PF6]问世了[4]。
21世纪以来，新型离子液体不断出现，应用领域也逐渐扩大，从合成化学和催化反应扩展到过程工程、功能材料、资源环境等诸多领域[5]。
基于 AFM／STM 技术的离子液体表／界面性质及结构研究之进展
基于 AFM／STM 技术的离子液体表／界面性质及结构研究之进展方金云【摘要】AFM／STM技术对于离子液体表／界面性质与结构的研究非常重要。
目前，使用 AFM／STM技术直接观察离子液体薄膜、离子液体混合物、负载离子液体的结构及性质以及原位观察反应过程离子液体结构及性质变化等研究不断涌现，尤其在原位观察离子液体表／界面性质与结构变化方面，AFM／STM技术得到了很好的应用。
未来应主要加强离子液体不同阴阳离子结构、性质对离子液体与气体、离子液体与固体界面影响的研究，进而形成系统化的理论，为离子液体吸收气体及催化反应的应用提供理论支持，并进一步构建模型，指导离子液体的设计。
%AFM/STMtechniques are very important in the surface /interfacial properties and structures of ILs. At present,the research of usingAFM/STMtechniques to directly observe the structures and properties of ILs membrane,ILs mixtures,load Ils,and the structures and properties of Ilsin the reaction process by in situ ob-servation was made.Especially in the changes of surface /interfacial properties and structures of ILs by in situ observation,AFM/STMtechniques got very good application.In the future,the research on ILs with different anion and cation structures,the effects of properties for ILs and gases,ILs and solid interface should be mainly strengthened,and then a system of chemical theory is to be formed which provides theory support for the appli-cation of ILs absorbing gasand catalytic reaction,and further the model is to be built to guide the design of ILs.【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】14页(P75-88)【关键词】AFM;STM;离子液体;表/界面性质;表/界面结构【作者】方金云【作者单位】中国科学院理化技术研究所，北京 100190【正文语种】中文【中图分类】O647.11引用格式：方金云.基于AFM/STM技术的离子液体表/界面性质及结构研究之进展[J].轻工学报，2016，31(1)：75-88.AFM；STM；ionic liquid;surface/interfacial property;surface/interfacial structure近年来，具有低熔点的室温离子液体(ILs)引起了业界广泛的关注.与其他固体或液体材料相比，离子液体的液态性质和离子存在形式使其展现出独特的理化性质及特有的功能，是一类很有前途的新型介质或“软”功能材料[1].不同结构阴、阳离子的结合导致ILs物化性质复杂多变，为此，研究人员针对ILs的物化性质(黏度、密度、热容、极性等)、协同效应等方面展开了深入的研究[2-3].基于ILs这些特有的性质，ILs在有机催化、绿色化学、化工分离、色谱分析和电化学等领域的应用也愈加广泛[4-8].随着对ILs研究的不断深入及离子液体应用的日益广泛，ILs表面或与它相(液、固)界面的性质，如表面张力、润湿性和热、质传递特征等，被认为是介观尺度下界面区域上物质的吸附和传递、分散与混合过程的重要因素，对过程效率有显著影响.因此，ILs的表/界面性质与特征是ILs在多相复杂体系应用中的关键问题之一.离子液体在结构上具有带电荷、不对称、离子尺寸较大、多官能团等特点，这也是其表/界面性质与结构有不同于常规溶剂液体或液体体系特性和规律的原因.当前纳米科学技术正在飞速发展，为了满足对纳米材料在纳米尺度下进行观测、研究的特殊需求，分析仪器的精度越来越高.原子力显微镜(AFM)可以对各种材料和样品进行纳米区域物理性质及形貌的探测，对微观结构的表征具有高分辨率和非破坏性的特点.扫描隧道显微镜(STM)具有比AFM更高的分辨率，可以观察和定位单个原子，并且可以用于晶体结构分析，尤其适合对一些物理、化学现象进行原位观察.借助AFM/STM技术对离子液体进行研究，可以从微、介观尺度对离子液体的表/界面结构进行表征，为离子液体表/界面性质的理论研究提供直观的科学依据.目前，有关离子液体表/界面性质和结构的研究已较多，基于X射线光电子能谱(XPS)方面的综述性文章已见诸文献[9]，但基于AFM/STM等直观分析技术的综述性文章尚未见报道.鉴于此，本文以国内外近期相关研究工作为基础，对基于AFM/STM技术直接观察离子液体表/界面性质及结构的研究进展进行综述，并指出其未来的发展方向.离子液体的典型应用是作为反应、萃取溶剂和作为燃料电池的电解质.随着研究的不断深入和应用的不断扩展，离子液体凭借非挥发性或超低蒸气压、一般不可燃、化学和热力学稳定性高、熔点低、液相范围宽、与有机聚合物可控的相容性，以及制备过程简单、种类多、选择与可设计性强等诸多优点，已成为润滑剂界“新宠”，尤其是在真空、高温环境下表现出来的优良的稳定性，更能满足高效润滑剂的需求，正逐渐成为新一代润滑剂或润滑剂添加剂.润滑材料的性能由润滑材料的成分、分子结构及其与摩擦表面的相互作用来决定，因此使用ILs作为润滑剂或添加剂就必须对ILs的结构和机械性能进行深入研究，依据摩擦化学的原理合理设计离子液体型润滑材料，这涉及薄膜的表面形貌、薄膜厚度、纳米摩擦性能(粘滞力等)、润湿性等.C.F.YE等[10]率先发现离子液体具有优良的抗磨和减摩性能，其润滑性能远超传统润滑剂，并提出将离子液体用作性能优异的润滑剂.由于传统有机润滑剂的通用性并不理想，而ILs作为润滑剂可通用于钢/钢、钢/铝、钢/铜、钢/单晶硅、钢/二氧化硅、钢/陶瓷、陶瓷/二氧化硅及陶瓷/陶瓷等不同接触面，且均表现出优良的摩擦学性能，因此对ILs作为润滑剂的研究已全面展开[11].在对润滑材料进行评估时，通常采用球盘式或针盘式摩擦磨损试验机，得到宏观的试验数据.然而微/纳米级的粘附和摩擦性能与宏观上所体现出的粘附和摩擦性能相差甚远，微/纳米级摩擦学性能的优化对于将ILs拓展到微/纳机电系统(MEMS/NEMS)等高端应用非常重要.AFM正是通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间极微弱的原子间相互作用力来研究物质表面结构及性质的，可满足测量微/纳米尺度上物质之间的粘附力和摩擦力.B.BHUSHAN等[11-12]首次用AFM成功地在微/纳米尺度上对Si(100)表面BMIM-OctSO4和BMIM-PF6离子液体的粘附性能(直接测量)、摩擦和磨损性能(通过表面电势和扩散电阻的测量进行评估)进行研究，分析了ILs为何具有优异的润滑性能.他们基于AFM技术在不同测量模式下分别获得ILs膜厚、膜表面电势和扩散电阻，进而对薄膜润滑机理进行研究.其测试原理示意图见图1.图中a)为MultiMode系列AFM工作原理，左图是轻敲模式，用于测试表面高度，右图是抬起模式，用于测试表面电势;图b)为Dimension系列AFM工作原理,使用接触模式可用于测试表面高度，电阻通过施加的DC偏压测量.另一方面，他们根据AFM测得薄膜的表面高度、粘附力、摩擦力等数据，将这两种离子液体与全氟聚醚Z-TETRAOL润滑剂的性能进行对比，指出：BMIM-OctSO4和BMIM-PF6离子液体内部的静电键促进了ILs在硅基底上的附着，成膜均一，润滑性好，比传统润滑剂的性能更优异，可直接或作为添加剂用于润滑剂.然而，离子液体的润滑性能与其本身结构密切相关.文献[13-14]借助AFM技术，分别研究了ILs中不同阴、阳离子对ILs超薄薄膜的形貌、粘附力(见图2)及微/纳摩擦性质的影响.他们通过AFM的接触模式表征镀在硅基底上ILs薄膜的纳米摩擦行为，通过监测悬臂的横向扭转，测得输出电压，可直接用作相对摩擦力计算的依据.他们研究发现，以BF4-为阴离子，阳离子分别为1-丁基-3-甲基咪唑(L-B104)、己基三正丁基膦(I-P)、N-丁基吡啶(I-N)的ILs润滑剂性能研究中，阳离子为L-B104的耐磨性最好.他们认为，纳米尺度上的摩擦力取决于润滑剂的弹性和表面自由能，而在微米尺度上，ILs润滑剂的刚性环状结构和柔性链结构均起重要作用.在用同样方法研究阴离子对ILs润滑剂摩擦性能影响时发现，以L-B104为共同阳离子，分别以PF6-，BF4-,ClO4-，NO3-为阴离子的几种ILs,都能均一、平整地覆盖在硅片上(见图3)，其中以[Bmim]PF6的耐磨性最好，说明ILs润滑剂的减阻、抗粘滞、耐磨损性能与离子液体的阴离子结构密切相关，在纳米尺度上ILs的摩擦性能与其表面自由能密切相关，而在减阻和耐用性上则主要取决于其阴离子[14]. 离子液体的润滑性能与薄膜层状结构及表面组成也密切相关.A.ELBOURNE等[15]用AFM测得二氧化硅-PAN(Propyl-ammonium nitrate)-云母间的法向力曲线，数据分析表明ILs在二氧化硅表面和近表面吸附的离子层结构决定着PAN的纳米摩擦性能，剪切力测试曲线表明界面润滑性随着离子层数和横向结构的改变而改变. 离子液体薄膜的润滑性还受温度的影响.利用AFM技术对硅片表面ILs薄膜形貌的表征(见图4,其中a)和b)为IL-OH膜；c)和d)为60 ℃下的IL-OH膜；e)和f)为120 ℃下的IL-OH膜；g)和h)为丙酮冲洗过表面的120 ℃下的IL-OH膜)和粘附力的测量(见图5)结果表明：1,3-二羟乙基-咪唑六氟磷酸盐在羟基化硅片表面的摩擦力随温度升高而上升，但始终低于没有ILs的空白硅片表面的摩擦力，说明温度明显影响ILs的摩擦性能[16-17].AFM在双层超薄ILs薄膜的润滑性能研究中也有应用，双层离子液体膜通过化学键键合能改善润滑性能，通过丰富的氢键能提高持久耐用性[18].亲/疏水性也是离子液体薄膜的一个重要性质参数.杨武和张洁等[19-20]将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([AMIM]Cl)，1-烯丙基-3-丁基咪唑氯化物([ABIM]Cl)及烯丙基三苯基膦氯化物(ATPP-Cl)3种离子液体作为单体在硅片表面制得对应聚合物薄膜.AFM测试表明：聚合离子液体表面致密、形貌规整有序，依次为圆形凸体、圆球状包块和细小锥状突出物，突起的形貌说明聚合离子液体成功地接枝到了基底表面，聚合物接枝密度较高且分布较为均匀，具有合适的粗糙度(见图6).基体表面接枝上聚合薄膜后，静态水在3种离子液体薄膜上的接触角分别为53°，73°和52.8°，表现为亲水表面.当用NH4PF6分别将3种离子液体中的Cl-置换为PF6-时，水接触角依次升至106.4°，107.9°和100.2°，均从亲水表面转换到疏水表面. 关于ILs在支撑体表面形成薄膜的机理研究，借助于AFM原位观察技术也得以开展.F.H.RIETZLER等[21]使用电喷雾离子化沉积法(ESID)首次在云母支撑的Au(111)晶膜表面分别制得[C8C1Im][Tf2N]和[C8C1Im]Cl的离子液体超薄膜，避免了PVD法过程中ILs产生热分解，研究发现：[C8C1Im][Tf2N]薄膜是通过层层自组装方式形成的，而[C8C1Im]Cl形成岛状生长模式，推测可能是由于Cl-比Tf2N-有更强的协调强度，Cl-更易成核形成岛状结构.S.BOVIO等[22]的研究也表明，与[C8C1Im][Tf2N]具有相同阴离子的[Bmim][Tf2N]在Si(110)、云母及无定型二氧化硅表面形成的薄膜均是层状结构.此外，AFM测试结果还表明在薄膜垂直方向上出现有序的固体表面，且高度均一，与Ballone模拟计算获得的数值结果高度一致[22].离子液体薄膜的厚度直接影响薄膜的结构.X.GONG等[23]利用AFM跟踪表征不同厚度(0.39~1.01 nm)的DMPIIm/Si离子液体薄膜结构，当薄膜很薄(<0.62 nm)时，形成一种阴离子在顶部的层状光滑薄膜，随着厚度增至0.70~0.86 nm，发生反润湿现象，形成液滴状形貌，进一步增厚形成海绵状结构.造成这一变化的原因可能在于：随着厚度增加，离子液体阴阳离子间的凝聚力逐步代替基底的吸引力.这说明随着膜厚度增加，为了降低自身表面自由能而达到相对稳定的状态，薄膜倾向于形成液滴状或海绵状结构，而不再是层状结构.在离子液体实际使用过程中，通常会与有机溶剂、添加剂或水混合，或者使两种或两种以上彼此间具有协同作用的离子液体混合，用于化工萃取分离等.因而研究离子液体混合物的性质也非常重要，特别是混合物的密度、黏度、电导率、表面张力和界面现象、团聚等行为在化工应用中具有非常重要的意义.在离子液体的阴阳离子上引入官能团，即形成离子功能化的ILs.ILs功能团会影响ILs在水溶液中的理化性质.R.KAMBOJ等[24]分别将[C12AMim][Cl]，[C12AMorph][Cl]，[C12APip][Cl]及[C12APyrr][Cl]这4种离子液体阳离子烷基链进行氨基化，氨基化的离子液体疏水性降低，热稳定性也降低，水溶液临界胶束浓度可降低3~4倍，表现出良好的表面活性，通过AFM观测到了较多胶团的存在(见图7)，直观印证了动态光散射(DLS)的测试结果.ILs内部的聚集最终会影响其粗糙度，并直接决定接触角.G.H.TAKAOKA等[25-26]借助场发射的方法，使用[BMIM]PF6离子液体作为正、负离子束，得到了[BMIM]PF6离子液体在硅片表面的簇离子(见图8).簇离子相对分子量高达5 000左右，AFM测得离子液体表面粗糙度Ra随引出电压的升高而增大，引出电压为6 kV时Ra=0.53 nm，高于玻璃基底的0.4 nm.这可能是由于电压升高，得到的团簇离子增大，加强了表面的粗糙程度.基底上溅射得到的阴、阳簇离子膜的接触角分别为50°和40°，与离子液体溶剂的接触角基本相等.中性无机微粒通常表现出较弱的表面吸附和分子间相互作用，而在离子液体这种强离子环境下，中性无机微粒则会产生一些新的结构和现象.Y.C.FU等[27]为了充实这类研究，引入STM技术原位观察到在[BMIM]BF4氛围中，SbCl3(BiCl3)与Au电极表面间局部电荷转移，使分子-界面产生交互作用，为分子吸附提供了驱动力.通过STM对膜层表面施加不同电压，SbCl3(BiCl3)会在Au电极表面形成不同的超分子聚集形态(见图9—图11，其溶液均为 0.01 mol/L SbCl3的BMIBF4溶液). 离子液体与气体、溶剂等物质组成的多相体系为吸收、萃取、两相催化等技术的发展提供了新的平台.由于环境各向异性引发力的不平衡，直接导致离子液体近表面区域的化学组成及表面的分子排布与离子液体本体的较大不同，这使得在分子水平上研究离子液体表面/界面性质尤为重要，成为含离子液体多相体系的重要科学问题.科研工作者对离子液体在锂电池、超级电容器、电化学传感器等方面的应用进行了大量研究.在这些电化学体系的研究中均会涉及离子液体/金属的界面现象，如界面双电层的结构及性质等.G.B.PAN等[28]采用STM在真空条件下观察了当电极电势为-0.2 V(Pt为参比电极)时，[Bmim][PF6]/Au(111)界面上PF6阴离子吸附层发生的2D相结构转变，即由平整梯田结构逐渐变成了云条纹状图案(见图12).而且，随着电极电势变得更负，观测到的吸附层结构也会逐渐改变，在-0.45 V时出现√3×√3相(见图13)，有平整的梯田结构，但云条纹图案一直会共存在其中.这些吸附层结构的形成可能与PF6阴离子在水溶液和离子液体中溶解能力不同有关.R.ATKIN等[29]用AFM的Si3N4探针逐步接近ILs，接触到ILs时会有力地响应，由此发现穿过或刺破不同离子液体层面所需力的大小不同(见图14,其中,蓝色和红色分别表示AFM针尖逼近、远离离子液体[EMIm]TFSA和[BMP]TFSA中Au(111)表面).对于穿过离子液体[EMIm]TFSA在Au(111)表面附着层的层数增加所需力依次增大，从0.5 nN到1.3 nN再到最内层 5.5 nN 后，力响应值逐渐恒定，表明已到达Au晶面，当探针撤回时,力的响应值与之对应，并测到最外层(第4层)的存在.由内向外穿破力的减小表明当层面远离基底时，层面的有序性下降，直到接近ILs本体混乱程度.同时发现，延长阳离子链长会增加其憎溶作用，探针需要更大的力刺破对应的层面.此外，R.ATKIN等[29]还用STM原位观察了ILs/Au电极的界面形貌.在开路电势时，STM的形貌能与AFM的形貌对应.对于[BMP]TFSA离子液体，当STM的电势差增强时(-0.4~-1.0 V)金电极表面不像水溶液电化学体系那样呈现平整的阶梯结构，而是形成强烈的蠕虫状图案(见图15和图16).随着电势更负，蠕虫状结构逐渐消失，直到-2.2 V时，由于界面上金结构重组，出现梯田结构.而[EMIm]TFSA 离子液体则没有经历如此强烈的结构重组，始终没有出现蠕虫状结构.由AFM的结果可知，两种离子液体产生上述差异的原因在于其阳离子[BMP]+比[EMIm]+具有更强的相互作用力.除此之外，该研究组还使用相同的AFM/STM方法研究了离子液体[Py1,4]FAP与Au(111)界面的性质，观察到了类似的层状变化现象(见图17)[30].J.J.SEGURA等[31]采取AFM轻敲模式研究了吸附在云母表面质子型EAN(乙胺硝酸盐)(见图18，其中，a)为AFM针尖逼近沉浸在EAN离子液体中的云母表面的力曲线图；b)为图像d)中箭头部分的高度剖面图；c)为EAN最深层吸附在云母上的软接触AFM图像；d)为AFM针尖从最深层移动到接近表层时的软接触AFM 图像)和非质子型[Emim]TFSI(见图19)两种离子液体的表面结构.观测结果表明：质子型EAN离子液体易形成海绵状结构的纳米相，且局部有蠕虫状结构；而对于[Emim]TFSI离子液体，阳离子在云母表面呈孤立排状分布.作者认为，质子型EAN离子液体在固体表面形成蠕虫状结构，主要是因为其含有最小的自组装聚集体.Y.Z.SU等[32-33]利用原位STM手段研究了咪唑翁盐阳离子烷基链长对ILs/Au(100)界面上双电层的结构影响.咪唑盐离子如胶束状/微团状一样吸附在Au 电极表面，微团的大小随阳离子链长增长而增大，且其分布均有双列平行排布的特征.对于在Au电极表面的OMI+阳离子吸附层在持续的负电势作用下，可形成有序-紊乱结构之间的相互转换，这可能是由阳离子更长的侧链及与Au(100)基底更强的相互作用引起的.研究表明：双电层中致密区域的研究采用STM分析时会受限，但借助AFM测试的研究还在进行中.F.BUCHNER等[34]将STM测试和理论计算相结合，观察到在[BMP][TFSA]/Ag(111)界面上，阴、阳离子严格按照1的比例吸附在Ag表面(与理论计算一致).在不同的温度条件下，可以形成不同吸附层，如在室温下是易变的2D液相，在100 K下，又可以生成2D固相(见图20，其中a)图是在亚单原子层有4个Ag阶梯，在大的Ag阶梯上出现有序的2D晶体相，在小的Ag阶梯(宽度约为10 nm)出现无序的2D玻璃相.图b)是在单层上，大的Ag阶梯上有有序的2D晶体相，而小的Ag阶梯上有无序的2D玻璃相).由图20可以看出,在100 K时，出现4层梯田结构，分别为2D晶体相、2D液体相、2D液体相和玻璃相的混合相，以及2D玻璃相.在AFM测试过程中都用到悬臂，它常被用来检测原子之间力量的变化.当针尖与样品之间产生相互作用后，由于样品表面的形貌会使悬臂发生形变，通过感应检测形变量的大小可以得到样品表面的信息.K.KAISEI等[35]则拓展了悬臂的作用，他们利用AFM的悬臂进行纳米喷墨打印(见图21)，将离子液体[BMIM]BF4点到4nm厚的Pt薄膜上，Pt薄膜是通过磁控溅射在Al2O3(0001)表面得到的.通过改变脉冲时间，可以得到不同聚集形态的ILs液滴(见图22)，用AFM观察离子液体液滴形貌时发现，脉冲时间在 0.2~1.0 s之间时，脉冲时间越长，液滴越宽；脉冲时间在 0.2~0.5 s之间时，液滴的厚度均在2.5 nm左右，但是当脉冲时间延长至1.0 s时，液滴的厚度可达4.0 nm.由于液滴间距离很近，液滴很容易连接成膜，这种纳米喷墨打印技术可以应用于在设定区域内制备所需厚度的离子液体薄膜，使得在纳米尺度上研究离子液体结构性质成为可能.具有低熔点的室温离子液体是一种新型的结构可调变的多功能液体材料，在有机催化、绿色化学、化工分离、色谱分析和电化学等领域具有广泛的应用，为构建绿色化学化工反应过程提供了新途径.离子液体的表/界面性质与结构是离子液体催化反应/分离体系的重要基础科学问题，可在微/介观尺度下影响反应和分离过程的效率.本文综述表明，AFM/STM技术在离子液体薄膜、离子液体混合物、负载离子液体结构及性质方面都有很好的应用，尤其是在AFM/STM原位观察离子液体表/界面性质与结构变化方面.但是，目前AFM/STM技术在离子液体方面的研究尚处于开始阶段，许多研究有待深入开展，应主要加强离子液体不同阴阳离子结构、性质对于离子液体与气体、离子液体与固体界面的影响等研究，从而形成系统化的理论，为离子液体吸收气体及催化反应的应用提供理论支持，并进一步构建模型，指导离子液体的设计.【相关文献】[1] 顾彦龙,石峰,邓友全.室温离子液体:一类新型的软介质和功能材料[J].科学通报,2004,49(6):515.[2] NANDA R,RAI G,KUMAR A.Interesting viscosity changes in the aqueous urea-ionic liquid system:effect of alkyl chain length attached to the cationic ring of an ionic liquid[J].J Solution Chem,2015,44(3):742.[3] ZHANG X C, HUO F, LIU X M, et al.Influence of microstructure and interaction on viscosity of ionic liquids[J].Ind Eng Chem Res,2015,54(13):3505.[4] DUPONT J,DE SOUZA R F,SUAREZ P A Z.Ionic liquid (molten salt) phase organometallic catalysis[J].Chem 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酸功能化离子液体催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛
前言在19到20世纪，以化石资源为物质基础，人类的化学工业文明取得了辉煌成就。
然而化石资源是储量有限的不可再生资源，不可避免地走向衰竭。
此外，化石资源的滥用也给我们赖以生存的环境带来了巨大压力：水污染、空气污染、全球变暖等无一不在提醒我们寻找新型可再生的清洁资源。
在环保意识和绿色化学的概念逐渐深入人心的今天，以生物质资源为原料制备重要化学品或急需燃料已得到世界各国的普遍重视。
糖类是最受关注的生物质资源的一种，其中由果糖脱水合成5-羟甲基糠醛（HMF）及其衍生物也成为当前的研究热点。
5-羟甲基糠醛（HMF）具有芳醇、芳醛的结构，并且拥有吠喃环体系，具有高反应活性和聚合能力，对于人体具有细胞低毒性和低诱变性，其衍生物被广泛的用作杀真菌剂、腐蚀抑制剂、香料；同时还是作为合成药物、耐热聚合物以及络合的大环化合物的先导化合物。
HMF的衍生物可以代替由石油加工得到的苯系化合物作为合成高分子材料的原料，例如2, 5-呋喃二酸可以替代对苯二酸合成聚醋、2, 5-呋喃二醛、2, 5-呋喃二醇可以替代相应的苯系化合物合成可降解的生物高分子材料。
可见，HMF是跨在碳水化合物化学和石油化学之间的一种新型平台化合物，有希望成为利用生物质资源替代化石资源合成化学品路线的突破点，其应用前景十分广阔。
对于该反应的研究主要集中在对催化剂的研究上。
早期，科研人员采用含氧的无机酸例如硫酸、磷酸作为果糖脱水反应的催化剂，但存在设备腐蚀和污染环境的问题。
后来，人们开始尝试有机酸类催化剂如草酸以及一些盐类化合物。
最近几年研究比较多的催化剂是具有Brφnsted和Lewis两种酸型新型酸功能化离子液体。
这种催化剂无论是反应的选择性还是催化剂的回收利用方面都较其它的催化剂效果好。
本课题研究的主要内容包括以下三点：1. 考察在常规酸催化作用下溶剂效应、催化剂种类、催化剂用量、果糖浓度反应时间和反应温度等各种因素对合成反应产率的影响。
2. 合成出功能化离子液体，并采用红外、核磁确认其结构、采用乙腈和吡啶探针红外谱图表征其酸性特征。
凝胶电解质,锌负极综述
凝胶电解质,锌负极综述
凝胶电解质是一种用于锌负极的电解质材料，在锌电池和锌空气电池等应用中广泛应用。
它具有高离子传导性能和良好的化学稳定性，能够提供较高的电池性能和循环寿命。
随着对可再充电锌电池的需求增加，凝胶电解质也得到了更多的关注和研究。
凝胶电解质的主要成分通常是聚合物基体和离子液体。
聚合物基体可以用于提高电解质的机械强度和稳定性，同时还能增加锌离子的传输效率。
离子液体作为电解质的添加剂，可以提高电解质的离子传导性能和电池的循环寿命。
凝胶电解质在锌电池中的应用可以提高电池的能量密度和功率密度。
凝胶电解质具有较低的内电阻，可以提高电池的输出性能。
此外，凝胶电解质还具有较好的耐高温性能，在高温环境下依然能够保持较好的电池性能。
锌负极是锌电池中的一个重要部分，凝胶电解质能够提供锌离子的传输渠道，可以改善锌负极的循环性能和电化学性能。
凝胶电解质还可减少锌负极在充放电过程中的枝晶生长和枝晶短路现象，从而提高电池的安全性。
综上所述，凝胶电解质在锌负极中的应用具有巨大的潜力。
随着对可再充电锌电池技术的不断提升，凝胶电解质将在未来的能源存储领域发挥重要作用。
咪唑离子液体催化丙烯酸酯类单体共聚合反应
咪唑离子液体催化丙烯酸酯类单体共聚合反应咪唑离子液体催化丙烯酸酯类单体共聚合反应引言近年来，咪唑离子液体作为新型催化剂在有机合成领域引起了广泛的关注。
咪唑离子液体由咪唑阴离子和离子液体阳离子组成，具有独特的物理和化学性质，可在许多反应中作为有效的催化剂。
本文将探讨咪唑离子液体在丙烯酸酯类单体共聚合反应中的应用。
咪唑离子液体的结构与性质咪唑离子液体是一种离子液体，由咪唑离子和阳离子组成。
咪唑离子的结构包含一个共轭环和一个季铵阳离子，能够稳定离子液体，使其具有较低的蒸汽压和较宽的液相温度范围。
咪唑离子液体具有良好的溶解性和热稳定性，并且能够形成强氢键和离子键与底物反应。
咪唑离子液体具有调节反应速率和选择性的能力，可用于催化不同类型的聚合反应。
咪唑离子液体催化丙烯酸酯类单体共聚合反应咪唑离子液体在丙烯酸酯类单体共聚合反应中展示了良好的催化性能。
丙烯酸酯类单体是一类重要的单体，可用于合成聚合物。
传统的催化剂如过渡金属配合物对丙烯酸酯类单体共聚合反应有一定的限制，而咪唑离子液体作为催化剂能够克服这些限制并提供更广泛的反应选择性。
咪唑离子液体催化丙烯酸酯类单体共聚合反应的优势在于其催化活性和选择性的调控。
咪唑离子液体通过与丙烯酸酯单体形成氢键或离子键相互作用，能够有效地催化聚合反应。
此外，咪唑离子液体的结构和组成可以调整，从而调控催化反应的速率和产物的分子量分布。
研究表明，咪唑离子液体催化剂对丙烯酸酯类单体共聚合反应具有高的活性和选择性。
在实验条件下，咪唑离子液体催化剂可以实现高单体转化率和高产物收率，且产物具有较窄的分子量分布。
此外，咪唑离子液体催化剂还表现出优越的催化稳定性和重复使用性能。
结论咪唑离子液体作为催化剂在丙烯酸酯类单体共聚合反应中展示了出色的催化性能。
通过与丙烯酸酯类单体形成氢键或离子键相互作用，咪唑离子液体能够提供高活性和选择性的催化剂。
此外，咪唑离子液体催化剂还具有良好的催化稳定性和重复使用性能。
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聚离子液体综述
聚离子液体是一种特殊类型的聚合物，其离子部分具有类似于离子液体的性质。
由于其独特的物理化学性质，聚离子液体在许多领域中都有广泛的应用。
首先，聚离子液体具有优异的物理化学稳定性，如高温稳定性、抗氧化性和抗腐蚀性等。
这使得聚离子液体在许多高要求的环境中都能表现出良好的性能。
其次，聚离子液体具有良好的离子导电性，使其成为电化学领域的理想材料。
例如，它们可以用作电池、燃料电池和电容器等能源设备的电解质。
此外，由于其离子导电性，聚离子液体还可以用作电镀液、金属加工液等。
此外，聚离子液体还具有良好的吸附性能，使其在吸附剂、催化剂等领域也有广泛的应用。
例如，可以将聚离子液体用作水处理中的吸附剂，去除水中的有害物质。
除此之外，聚离子液体还具有良好的溶解性和可设计性，使其在聚合物合成、高分子材料等领域也有广泛的应用。
例如，可以将聚离子液体与其他高分子材料复合，制备出具有优异性能的复合材料。
总之，聚离子液体是一种具有广泛应用前景的新型材料。
随着对其研究的深入，相信聚离子液体在未来会发挥出更加重要的作用。