宋老師作業(yè)離子液體課件

1、離子液體Seminar I一、離子液體的介紹二、離子液體合成配合物的方法三、離子液體的發(fā)展前景主 要 內(nèi) 容一、離子液體的介紹1、離子液體的定義2、離子液體的特點(diǎn)3、離子液體的分類1、離子液體的定義 由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子構(gòu)成的在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的熔鹽體系。 二十一世紀(jì)溶劑 綠色溶劑 離子液體 = 離子溶液Human being My good friends 3、在室溫下，陰、陽(yáng)離子不僅可以振 動(dòng)，甚至可以轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng)，使整個(gè)有 序的晶體結(jié)構(gòu)遭到徹底破壞，離子之 間作用力也將減小，晶格能降低，從 而使這種離子化合的熔點(diǎn)下降，即在 室溫下呈液態(tài)。 4、與易揮發(fā)的有機(jī)溶劑相比，離子液

2、體 通常沒有可測(cè)量的蒸氣壓、不可燃、 熱容大、熱穩(wěn)定性好、離子電導(dǎo)率高。3、離子液體的分類第一類負(fù)離子中含稀散元素和過渡金屬元 素(Al、Fe、Ga、In等)的離子液體。第二類主要是以PF6-、BF4- 、C2H5OSO3-、C2H5OCO3-、(C2H5O)3SiO-等為負(fù)離子 的離子液體。第三類主要是以 CF3SO3- 、 (C2F5O)3SiO、 (CF3SO2)2N- 、C2F5OSO3- 、C2F5OCO3- 、 等為負(fù)離子的離子液體。2、離子液體的特點(diǎn)1. 離子液體(ionic liquids)又稱室溫熔鹽，是一類新型的熔融鹽物質(zhì)，是一種在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的離子化合物。2.它

3、完全由陰、陽(yáng)離子組成，且在常溫下呈液態(tài)的離子化合物。在這種液體中只存在陰、陽(yáng)離子，沒有中性分子。二、離子液體合成配合物的方法1、吡啶類離子液體的合成1.1 碘化N-乙基吡啶的合成（EPI）在100ml圓底燒瓶中加入8.1ml吡啶和8.2ml碘乙烷后，加入30ml環(huán)己烷，得黃綠色混合溶液，加熱，混合液變渾濁，80回流6.5小時(shí)，混合溶液分層，上層無(wú)色渾濁，下層橙黃色油狀液體，趁熱轉(zhuǎn)移到燒杯中，冷卻后除去有機(jī)溶劑，用15ml乙腈溶液重結(jié)晶兩次，真空干燥得到黃色針狀晶體14.2g，產(chǎn)率為60.4%。2.1.1中間體溴化1一丁基一3一甲基咪唑(BMIMBr)的制備四口燒瓶中，分別加入N一甲基咪唑164

4、g(O2mo1)，溴代正丁烷274g(O2 mo1)于不同溫度下攪拌反應(yīng)，冷卻到室溫，得到油狀液體。經(jīng)乙醚萃取3次，真空干燥，得淺黃色液體405 g，收率925。2.1.2 BMIMBF4的制備將中間體溴化1一丁基一3一甲基咪唑165 g與85g NaBF4以及30mL的丙酮加入四口燒瓶中，于30o水浴中，攪拌24 h。反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物抽濾，去除大量NaBr固體。濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除了大量丙酮，冷卻到室溫，又有白色晶體NaBr析出，上層為黃色液體。繼續(xù)抽濾后，并加CH C1 使得NaBr固體充分析出。真空干燥12 h以上，得產(chǎn)品162 g，收率為955 。1.2 溴化N-正丁基吡啶的合成（BPB

5、）在100ml圓底燒瓶中加入8.1ml吡啶和13.8ml溴丁烷，加入30ml環(huán)己烷，得淺黃綠色混合溶液，加熱，混合溶液變渾濁，84回流6.5小時(shí)，混合溶液分層，上層無(wú)色渾濁，下層淺黃色油狀透明液體，趁熱轉(zhuǎn)移到燒杯中，冷卻后除去有機(jī)溶劑，用15ml乙腈溶液重結(jié)晶兩次，真空干燥得到白色針狀晶體9.8g,產(chǎn)率45.3%.2咪唑類離子液體的合成.1一丁基一3一甲基咪唑四氟硼酸鹽(BMIMBF4）的合成2.2 六氟磷酸鹽BMIMBF6的制備 將溴化1一丁基一3一甲基咪唑200 g與16.5 g六氟磷酸鉀以及100 mL蒸餾水加入四口燒瓶中，30水浴加熱，攪拌反應(yīng)5 h后,反應(yīng)物分層，下層為白色油狀液體，

6、上層為水溶液。將混合液分液，取下層溶液，用水洗滌多次，將其放人真空干燥箱內(nèi)，除去剩余的水。真空干燥24 h。得產(chǎn)品242g，產(chǎn)率為949 。 三、離子液體的發(fā)展前景 離子液體的研究取得了驚人的進(jìn)展，它是一種綠色溶劑，已經(jīng)在諸如聚合反應(yīng)、選擇性烷基化和胺化反應(yīng)、?；磻?yīng)、酯化反應(yīng)、化學(xué)鍵的重排反應(yīng)、室溫和常壓下的催化加氫反應(yīng)、烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)、電化學(xué)合成、支鏈脂肪酸的制備等方面得到應(yīng)用，并顯示出反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)的選擇性高、催化體系可循環(huán)重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。 此外，離子液體在溶劑萃取、物質(zhì)的分離和純化、廢舊高分子化合物的回收、燃料電池和太陽(yáng)能電池、工業(yè)廢氣中二氧化碳的提取、地質(zhì)樣品的溶解、核燃料和核廢料的分離與處理等方面也顯示出潛在的應(yīng)用前景。離子液體配合物的研究還不多見，但也有報(bào)道。離子液體中配位化學(xué)的研