季銨鹽離子液體

季銨鹽離子液體1.離子液體概述2.季銨鹽離子液體的合成3.季銨鹽離子液體的應(yīng)用4.結(jié)語1.離子液體概述1.1離子液體概念

離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的、完全由陰陽離子所組成的鹽，也稱為低溫熔融鹽。一般是由有機陽離子和無機陰離子組成。離子液體由于具有較寬的液態(tài)溫度范圍、良好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性、良好的溶解能力、較大的極性可調(diào)控性以及近似于零毒性等優(yōu)越特性，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。1.2.離子液體的分類

目前所研究的離子液體均是由陰陽離子共同組合而成的液態(tài)介質(zhì)，其具體分類也可以按照陰陽離子的不同進行劃分。根據(jù)組成離子液體的陽離子不同可以劃分為四類，見表1;根據(jù)組成離子液體陰離子的不同可以分為兩類，見表2.1.3季銨鹽離子液體季銨鹽又稱四級銨鹽，是銨離子中的四個氫原子都被烴基取代而生成的化合物，通式為R4NX,其中四個烴基R可以相同也可以不同。X多是鹵素負離子（F-、Cl-、Br-、I-），也可以是酸根（如HSO4-、RCOO-等）。季銨鹽與無機鹽性質(zhì)相似，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電。

含氮的季銨鹽離子液體主要有三類:（1）季銨離子[NRxH4-x]+；（2）咪唑離子及其衍生物[R1R2im]+或[R1R2R3im]+；（3）吡啶離子及其衍生物[RPy]+；與季銨鹽類陽離子復(fù)合的陰離子主要有兩大類，一類是鹵化鹽，如AlCl3、AlBr3；一類是非鹵化鹽，如BF4-、PF6-，也有CF3COO-、C3F7COO-、CF3SO3-等。2.季銨鹽離子液體的合成2.1傳統(tǒng)合成方法2.1.1一步合成法一步合成法就是通過酸堿中和反應(yīng)或季銨化反應(yīng)一步合成離子液體，合成過程中無需加任何溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，對親水性離子液體的分離提純需用有機溶劑，且有機溶劑較易回收循環(huán)使用；對疏水性離子液體的分離提純可以用水作溶劑。

2.1.2兩步合成法對于一步合成法難以制得的離子液體，可以使用兩步合成法。首先通過季銨化反應(yīng)制備出含目標(biāo)陽離子的鹵鹽，然后用目標(biāo)陰離子置換鹵離子或加入路易斯酸與之反應(yīng)得到目標(biāo)離子液體。反應(yīng)如下圖所示：

在第二步反應(yīng)中，使用金屬鹽MY（常用的是AgY或NH4Y）時，產(chǎn)生AgX沉淀或NH3、HX氣體而容易除去；加入強質(zhì)子酸HY，反映要求在低溫攪拌條件下進行，然后多次水洗至中性。用有機溶劑提取離子液體，最后真空除去有機溶劑得到純凈的離子液體。應(yīng)特別注意的是在用目標(biāo)陰離子Y-交換X-陰離子的過程中，必須盡可能地使反應(yīng)進行完全，確保沒有X-陰離子留在目標(biāo)離子液體中,因為離子液體的純度對于其應(yīng)用和物理化學(xué)特性有至關(guān)重要的作用。通常高純度離子液體的合成可以在離子交換器中，利用離子交換樹脂通過陰離子交換來制備。2.2新型合成方法2.2.1超聲波輔助合成法超聲波技術(shù)是指利用頻率比人耳所能聽到的頻率范圍更高(>18kHz)的聲波作為對象的生化學(xué)方法，超聲波能減小懸浮于液體中粒子的尺寸，提高異相反映的速率。超聲波輻射法具有操作簡單、反應(yīng)時間短、條件溫和、副反應(yīng)少、產(chǎn)率高等優(yōu)點。例如部氯代1-丁基-3昏-甲基總咪唑襖離子挖液([bm銷im家]C什l)與NH4CF3SO3，NH4BF4，NH4PF6等鹽偽的離防子交換錘反應(yīng)吃，相蛇比于造磁力押攪拌襯所需扶要的5～8h遷,超聲圣波作境用只紀(jì)需1h雜,反應(yīng)夏如下費圖：2.柱2.房誠2微波賢輔助怖合成繼法微波職是一費種強鄭電磁妄波，頸在微遣波照缺射下雄能產(chǎn)生熱盒力學(xué)調(diào)方法運得不有到的稍高能屬態(tài)原傲子、坡分子予和離子，愚可以腹迅速秤增加寨反應(yīng)殖體系傾中自扁由基水或碳壇陽離子的媽濃度僻。從琴能量活角度階分析御，只體要能蜜瞬間貫提高反應(yīng)交物分勾子的型能量兆，使多體系共中活閉化分奇子數(shù)厲增加，撞就有設(shè)可能煤增加勿反應(yīng)步速率就，縮疏短反目應(yīng)時腰間。3.季銨俗鹽離痰子液楊體的網(wǎng)應(yīng)用3.雪1在有交機合目成反慎應(yīng)中都的應(yīng)舉用季銨已鹽離容子液饒體在Fr融ie令de適l—C狂ra睜ft豬s烷基劫化反傻應(yīng){該反炒應(yīng)是晴芳烴擱與鹵項代烴踐、醇茶類或萍烯烴哈類化闊合物狗在Le括wi構(gòu)s催化泉劑(如Al裕Cl3、Fe騎Cl3、BF3、HF等)存在卵下，半發(fā)生箏芳環(huán)做取代超的反夕應(yīng)}、He默ck反應(yīng)(是在細烯烴辦和鹵訪代芳塵烴或安芳香冰酐在見催化援劑的碧作用近下生悼成芳全香烯巨烴的堵反應(yīng))、酯棕化反叫應(yīng)、泥氧化染反應(yīng)樓以及禁聚合刑反應(yīng)番等有燃機合足成反城應(yīng)中礙都有消應(yīng)用兔。3.銜2在電負化學(xué)跌方面泄的應(yīng)捎用以吡貿(mào)啶陽仙離子泳為基龜?shù)A的1,粗2-二甲餡基-4嶄-氟吡浮啶-四氟輪硼酸戲季銨夠鹽離旦子液塌體作鹿為鋰吉離子頑電池蠻的電雄解液獵，熱漆穩(wěn)定沸溫度喘在30昌0℃，并壯在很廢寬的匹溫度榆范圍彈內(nèi)和鼠鋰穩(wěn)炮定共罷存，謎其電馬化學(xué)尸窗口躍約4.抽1V昆,氧化榴電位開大于5V。實借驗表館明，哥以此姥離子磁液體右為電膏解液碎裝配橡的Li潤Mn2O4/L妖i電池沸，顯彩示了暫大于96腰%的可傳逆性易。3.檢3在萃蔽取分準(zhǔn)離中瘦的應(yīng)筋用離子等液體外具有主其獨怨特的援理化瞞性能盯，非商常適體合作霸為分琴離提恩純的恒溶劑崗。其瘋在萃屆取分咸離上差的應(yīng)眨用又蹄可分溜為三匹方面也，即口液-液、球液-固、速固-固萃丑取分映離。劉慶吩芬等妖人以冰親水委性離愈子液腿體1-丁基-2填-甲基攝咪唑伏四氟面硼酸童鹽和Na都H2PO4·2感H2O水溶押液形星成的牌雙水眾相體饒系為秤研究沙對象有，考飄察了勺影響奏雙水誕相形步成的隸因素涉以及期青霉跌素的違萃取香特性姜。實島驗結(jié)齊果表族明：離子柴液體陣雙水門相可稍以有姑效萃剪取青蔽霉素陸，輕竊相中條青霉把素萃施取率訪達93菜.7薯%。萃晉取率垂受成騾相鹽粒濃度夜、初統(tǒng)始青灘霉素移濃度添以及家離子廉液體父濃度滴的影圍響萃閱取的兆最佳賞參數(shù)Na屑H2PO4·2漸H2O的濃適度為36犧-3劃8%朝(質(zhì)量制分?jǐn)?shù))、青湯霉素們濃度30它mg符·m兇L-1、離加子液蜜體40轎-4旺5%爬(體積杯分?jǐn)?shù))。3.腳4在其蜜他方底面的插應(yīng)用離子曉液體胡的濕握潤能柴力和兆粘度窮可使騎其成急為氣鉗相色助譜理妨想的僻固定躬液。礦作為雕氣相鳳色譜守的固邁定相,離子諒液體饑表現(xiàn)即出了貼雙重神性質(zhì)端，當(dāng)種分離乞的樣名品是揮中性邀或非聰極性粒時，乓離子志液體宣的行楚為類稱似非粗極性冰固定所相，狡保留身因子由小，鍵但選周擇性濟好；丸當(dāng)分療離的明樣品群是極承性分得子時靠，表賣現(xiàn)出額強極嗽性固似定相揮，使泰樣品準(zhǔn)在色熱譜柱漆上保狼留時酷間長均。離巴子液按體作侄為液夸相色砍譜流狼動相紋添加舞劑，彎能顯延著提渡高液抓相色哨譜的休分離鄭效果嘩。除此庭之外爹，離權(quán)子液智體所邀具備泳的獨麻有特致性管決定消了它般不應(yīng)面該拘魂泥于武綠色位溶劑陰方面猾的應(yīng)賺用，驕它同寨時在霸新材工料開圓發(fā)等脆領(lǐng)域索有廣鞏泛的寸應(yīng)用謊，如列借助袖離子估液體位很高煮的熱擺容量垃，將踩其用暑于吸柄熱介砍質(zhì)以開促進蚊太陽見能的論轉(zhuǎn)化但；增狡強薄怕膜的價導(dǎo)電術(shù)性；營用于針燃料鏟電池督的開孕發(fā),作為榴熱傳熱導(dǎo)流紗體，勺用于攻燃煤屯發(fā)電曬過程闖的脫刮硫；訓(xùn)以及成作為摸電化賺學(xué)介笛質(zhì)或朋酶的罩反應(yīng)炭介質(zhì)慰等茫。4.結(jié)語季銨梅鹽離叮子液訓(xùn)體作那為一橡種新劃型的棵環(huán)保凡溶劑脹，為作綠色臟化學(xué)氣增添頸了新李的內(nèi)題容，遞為天憂然生炎物大建分子弊的加焰工和最利用況提供可了新侵的機哥遇，俱為催瘋化領(lǐng)威域提查出了嗽新的奧挑戰(zhàn)憂。隨退著當(dāng)雷代高傅新技境術(shù)的晝蓬勃我發(fā)展視，離賴子液從體必停將在珠新材驕料的偵開發(fā)灣利用禁領(lǐng)域襪形成較更多我的經(jīng)初濟增秧長點售。然而推季銨領(lǐng)鹽離躍子液喚體畢閉竟是薄一類享“新地化學(xué)墓品”罩，其作基礎(chǔ)匯理論相和實災(zāi)驗研閑究尚咳不夠婚充分很和深芝人。估關(guān)于拌離子千液體據(jù)環(huán)境響、安斃全和濱健康敏方面早的評顆價和叔研究初較為狀缺乏死。離忙子液稍體的正生產(chǎn)姿成本吊高括，也涉制約它著離沫