离子液体的分类、应用

离子液体的分类、合成与应用 当前研究的离子液体的正离子有 4 类:烷基季铵离子 、烷基季瞵离子、1, 3-二烷基取代的咪唑离子 、N-烷基取代的吡啶离子记为。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,是在 1992 年发现[ emim ]BF4 的熔点为 12 ℃以来发展起来的。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。[center][center][center]其正离子多为烷基取代的咪唑离子[ R1 R3 im ] + ,如[ bmim ] + ,负离子多用 BF4-、PF6- ,也有 CF3SO3-、(CF3SO2)2N-、C3F7COO-、C4F9SO3、CF3COO- 、(CF3SO2)3C- 、(C2F5SO2)3C- 、(C2F5SO2)2N-、SbF6-、AsF6、为负离子的离子液体要注意防止爆炸(特别是干燥时)。 离子液体种类繁多,改变阳离子和阴离子的不同组合,可以设计合成出不同的离子液体。一般阳离子为有机成分,并根据阳离子的不同来分类。离子液体中常见的阳离子类型有烷基铵阳离子、烷基钅翁阳离子、N-烷基吡啶阳离子和 N, N ’- 二烷基咪唑阳离子等,其中最常见的为 N, N’-二烷基咪唑阳离子。离子液体合成大体上有 2 种基本方法:直接合成法和两步合成法。 直接合成法 就是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。例如硝基乙胺离子液体就是由乙胺的水溶液与硝酸中和反应制备。具体制备过程是:中和反应后真空除去多余的水,为了确保离子液体的纯净,再将其溶解在乙腈或四氢呋喃等有机溶剂中,用活性炭处理,最后真空除去有机溶剂得到产物离子液体。最近, Hirao 等用此法合成了一系列不同阳离子的四氟硼酸盐离子液体。另外通过季铵化反应也可以一步制备出多种离子液体,如 1-丁基-3-甲基咪唑钅翁盐[bmim]、[CF3 SO3]、[bmim]Cl 等。 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...