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《季铵盐离子液体》课件
反应结束后，将生成的季铵盐离子液体进行分离 和纯化，如洗涤、干燥等操作，得到纯品。
实验步骤
按照比例将醇、酸、卤代烃和催化剂加入圆底烧 瓶中，在一定温度下进行搅拌反应。反应过程中 需要监测温度和pH值，及时调整反应条件。
注意事项
在实验过程中需要注意安全问题，如避免使用过 量的卤代烃，避免长时间高温加热等。同时，需 要严格控制反应条件，如温度、pH值等，以保证 实验结果的准确性和可靠性。
酸碱性
总结词
季铵盐离子液体具有可调的酸碱性质，可以 通过改变阴离子来调节其酸碱度。
详细描述
季铵盐离子液体中的阴离子可以改变其酸碱 性质，通过引入不同的有机酸根离子，可以 调节季铵盐离子液体的酸碱度。这种可调的 酸碱性质使得季铵盐离子液体在酸碱催化反 应和酸碱传感器等领域具有广泛的应用前景 。
04
季铵盐离子液体
目录
CONTENTS
• 季铵盐离子液体的概述 • 季铵盐离子液体的合成 • 季铵盐离子液体的物理化学性质 • 季铵盐离子液体在工业上的应用 • 季铵盐离子液体的未来发展与挑战
01
CHAPTER
季铵盐离子液体的概述
季铵盐离子液体的定义
季铵盐离子液体是一种由季铵盐阳离 子和无机阴离子或有机阴离子构成的 熔融盐。
详细描述
季铵盐离子液体中的离子可以自由移动，因此其电导率较高。这种高电导率使得季铵盐离子液体在电 化学领域具有广泛的应用前景，如电池、电容器和电镀等。
热稳定性
总结词
季铵盐离子液体具有较好的热稳定性， 能够在高温下保持稳定。
VS
详细描述
季铵盐离子液体中的有机基团能够提供较 好的热稳定性，使得其在高温下不易分解 。这种较好的热稳定性使得季铵盐离子液 体在高温化学反应和高温分离技术等领域 具有潜在的应用价值。
实验步骤
按照比例将醇、酸、卤代烃和催化剂加入圆底烧 瓶中，在一定温度下进行搅拌反应。反应过程中 需要监测温度和pH值，及时调整反应条件。
注意事项
在实验过程中需要注意安全问题，如避免使用过 量的卤代烃，避免长时间高温加热等。同时，需 要严格控制反应条件，如温度、pH值等，以保证 实验结果的准确性和可靠性。
酸碱性
总结词
季铵盐离子液体具有可调的酸碱性质，可以 通过改变阴离子来调节其酸碱度。
详细描述
季铵盐离子液体中的阴离子可以改变其酸碱 性质，通过引入不同的有机酸根离子，可以 调节季铵盐离子液体的酸碱度。这种可调的 酸碱性质使得季铵盐离子液体在酸碱催化反 应和酸碱传感器等领域具有广泛的应用前景 。
04
季铵盐离子液体
目录
CONTENTS
• 季铵盐离子液体的概述 • 季铵盐离子液体的合成 • 季铵盐离子液体的物理化学性质 • 季铵盐离子液体在工业上的应用 • 季铵盐离子液体的未来发展与挑战
01
CHAPTER
季铵盐离子液体的概述
季铵盐离子液体的定义
季铵盐离子液体是一种由季铵盐阳离 子和无机阴离子或有机阴离子构成的 熔融盐。
详细描述
季铵盐离子液体中的离子可以自由移动，因此其电导率较高。这种高电导率使得季铵盐离子液体在电 化学领域具有广泛的应用前景，如电池、电容器和电镀等。
热稳定性
总结词
季铵盐离子液体具有较好的热稳定性， 能够在高温下保持稳定。
VS
详细描述
季铵盐离子液体中的有机基团能够提供较 好的热稳定性，使得其在高温下不易分解 。这种较好的热稳定性使得季铵盐离子液 体在高温化学反应和高温分离技术等领域 具有潜在的应用价值。
离子液体简介全解ppt课件.ppt
离子液体的应用
③离子液体在毛细管电泳中的应用较多:离子液体作为毛 细管电泳分离的电解质添加剂,可以减少电渗流,增加迁移 率;离子液体作为毛细管色谱柱的键合相,能减少对样品的 吸附和电渗流,提高分离效率和峰对称性;
④离子液体还可用于毛细管胶束电动色谱,可以使被分析 样品在很短的时间内达到基线分离,灵敏度和重现性都很 好。
[文献]BonhoteP,DiasA,PapageorgiouN, etal.Hydrophobic, highly conductive ambient temperature molten salts [J] .InorgChem,1996,35:1168.
离子液体的特性
1)没有显著的蒸气压 一方面它不会成为蒸气扩散到大气中去,而造成环境污染, 因此被人们认为是一种“绿色溶剂"; 另一方面,它可以有很宽的液态范围(有的可达约300°C)。 因此,采用液体离子作为反应溶剂,人们可以在更大的温度 范围内研究和控制反应。
• 除了一些吡咯盐和胍盐密度在0.9～0.97 g/cm3范围 内,所有咪唑离子液体的密度都大于1 g/cm3,其他大 部分离子液体的密度都大致在1.1～1.6 g/cm3之间, 这意味着通常在两相应用中它们比水更重。
离子液体的物理化学性质—粘度
• 离子液体的一个很重要的性质是黏度,与传 统有机溶剂相比,离子液体的黏度通常要高 出1～3个数量级。
5)离子液体一般不可燃,大多具有较好的热稳定性和化学稳定 性;可以回收,重复使用,利于环保。
6)粘度低,热容大(相对桂油、石油醚等高沸点溶剂)。
离子液体的物理化学性质—密度
• 离子液体的密度主要由阴阳离子的类型而定,阴离 子对密度的影响更加明显。
• 通常阴离子越大,离子液体的密度越大,而有机阳离 子的体积越大,离子液体的密度越小,阳离子结构的 微小变化都可以使离子液体的密度得到精细的调 整。
离子液体冶金中的应用课件
降低能耗
离子液体提取过程可在较 低温度下进行，降低能耗 和生产成本。
离子液体在金属分离和富集中的应用
金属离子分离
离子液体可于分离和富集不同 金属离子，实现高纯度金属的制
备。
简化流程
离子液体可直接用于金属离子的分 离和富集，简化传统工艺流程。
高回收率
通过离子液体萃取，可实现金属离 子的高回收率。
离子液体在金属腐蚀防护中的应用
防腐保护
离子液体可作为金属表面 的防腐涂层，有效防止金 属腐蚀。
环保友好
离子液体无毒、无害，对 环境友好，符合绿色化学 理念。
长寿命
离子液体防腐涂层具有较 长的使用寿命，降低维护 成本。
离子液体在冶金中
03
的优势与挑战
离子液体在冶金中的优势
高溶解性
离子液体具有高溶解性，能够有效地溶解金属和金属氧化物，从而简 化冶金过程。
可循环使用
离子液体具有良好的热稳定性和化学稳定性，可以在高温和氧化还原 环境中使用，且使用后可回收再利用。
提高金属回收率
离子液体能够有效地提取和分离金属，提高金属回收率，降低生产成 本。
环保友好
离子液体无毒或低毒，使用过程中不会产生有害物质，对环境友好。
离子液体在冶金中面临的挑战
成本较高 目前，离子液体的生产成本相对 较高，限制了其在冶金领域的大 规模应用。
降低成本
未来研究应致力于降低离子液 体的生产成本，提高其在冶金
领域的应用价值。
优化提取条件
进一步优化离子液体的提取条 件，提高提取效率和稳定性。
拓展应用范围
探索离子液体在冶金领域更广 泛的应用，如处理复杂矿石、 稀有金属的提取等。
加强基础研究
离子液体反应 ppt 模板
14
第二步以盐MY 或酸HY 为目标阴离子交换后可以 得到[Rmim]Y。其中，使用金属盐- Y（常用AgY 或NH4Y）时，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 净的离子液体。另外，直接将Lewis 酸（MXy）与 卤盐结合，可制备阳离子[MnXny+1]型离子液体。
21
大多数季铵氯盐离子液体的最高工作温度在150 ℃ 左右，而[ EMIM]BF4在300 ℃仍然稳定，[ EMIM] [CF3SO3 ]和[ EMIM] [ (CF3SO2) 2N]的热稳定性温度均在 400 ℃以上。可以看出，同水和大多数有机溶剂相比，离 子液体具有更宽阔的稳定液态温度范围，其应用领域也会 更广阔。
n-BuCl KPF6 或 HPF6/NaOH
Me N
N
Me N Cl
N Bu-n
Me N
N Bu-n BF6
NH2 Me
L-酒石酸 MeOH
NH2
D
CHO CHO , HCHO, NH3 △
Ph N Me D
X N
Me
N
①CH3CCl3, EtBr ② NaBF4,acetone
离子液体能够溶解有机物、无机物和聚合物等 不同物质，是很多化学反应的良溶剂。成功地使用 离子液体，需要系统地研究其溶解特性。 离子液体的溶解性与其阳离子和阴离子的特性 密切相关。阳离子对离子液体溶解性的影响可由正 辛烯在含相同甲苯磺酸根阴离子季铵盐离子液体中 的溶解性看出，随着离子液体的季铵阳离子侧链变 大，即非极性特征增加，正辛烯的溶解性随之变大。 由此可见，改变阳离子的烷基可以调整离子液体的 溶解性。 19
第二步以盐MY 或酸HY 为目标阴离子交换后可以 得到[Rmim]Y。其中，使用金属盐- Y（常用AgY 或NH4Y）时，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 净的离子液体。另外，直接将Lewis 酸（MXy）与 卤盐结合，可制备阳离子[MnXny+1]型离子液体。
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大多数季铵氯盐离子液体的最高工作温度在150 ℃ 左右，而[ EMIM]BF4在300 ℃仍然稳定，[ EMIM] [CF3SO3 ]和[ EMIM] [ (CF3SO2) 2N]的热稳定性温度均在 400 ℃以上。可以看出，同水和大多数有机溶剂相比，离 子液体具有更宽阔的稳定液态温度范围，其应用领域也会 更广阔。
n-BuCl KPF6 或 HPF6/NaOH
Me N
N
Me N Cl
N Bu-n
Me N
N Bu-n BF6
NH2 Me
L-酒石酸 MeOH
NH2
D
CHO CHO , HCHO, NH3 △
Ph N Me D
X N
Me
N
①CH3CCl3, EtBr ② NaBF4,acetone
离子液体能够溶解有机物、无机物和聚合物等 不同物质，是很多化学反应的良溶剂。成功地使用 离子液体，需要系统地研究其溶解特性。 离子液体的溶解性与其阳离子和阴离子的特性 密切相关。阳离子对离子液体溶解性的影响可由正 辛烯在含相同甲苯磺酸根阴离子季铵盐离子液体中 的溶解性看出，随着离子液体的季铵阳离子侧链变 大，即非极性特征增加，正辛烯的溶解性随之变大。 由此可见，改变阳离子的烷基可以调整离子液体的 溶解性。 19
离子液体的研究进展PPT课件
离子液体在两相催化的示意图
原料
产物 催化剂+离子液体
两相氢甲酰化反应（羰基化） • 水/有机两相催化反应只能用于C2~C5烯烃，因更高
C烯烃在水中溶解度小而不再适用
戊烯
加氢甲酰化
戊烯
六氟磷酸
早期的研究没有找到一种配体使反应同时具有高活性、高选择性， 且催化剂完全固定在离子液体中损失少。
学术界对配体进行了系统的优化设计。如37号配体，催化 剂没有在有机相检测到，经过7次循环，催化剂活性和选择 不受影响，选择性达65
• 通过对阴、阳离子的合理组合和结构设计，在较大的 范围内调变离子液体的物理化学性质，因此离子液体 被称为“绿色设计者溶剂(Green designer solvent s)”。
1.2离子液体的分类和结构
大体上有机阳离子主要有四类： 咪唑阳离子（运用最广泛）， 吡啶离子； 季胺离子； 季磷离子（熔点较高）。
图1是几种阳离子的结构示意图。
咪唑吡啶季胺 Nhomakorabea季磷
阴离子： 无机阴离子：卤素离子Cl－、Br－、I－；
A1C14－、BF4－、PF6－； 硫酸氢根离子
有机阳离子：乙酸根、CF3COO－(三氟乙酸)、
CH3SO4－、
磺酰亚胺）
(CF3 SO2 ) 2N－（NTF2三氟
1.3离子液体的发展概况
Paul Walden (Latvian: Pauls Va ldens; 1863–1957)
绿色化学的理想：不再适用有毒、有害物质，不再产生废 物，无须处理废物。
离子液体是国际绿色化学化工的前沿和热点。
离子液体为解决开发新型绿色工艺、实现传统重 污染、高能耗工业过程的升级换代，解决全球能 源、资源、环境、材料等重大战略性问题提供了 新机遇。
离子液体应用实例ppt课件
阴极材料
ILs 电解液
电池研发平台
11
11
电化学2: 电解/电镀Al/Mg
离子液体低温电解技术
新体系: AlCl3 -[emim]X 电解温度：100～300℃ 电流密度：5-30mA/cm2 电流效率：80％左右 电耗： 5～7kW·h·kg-1
Current / mA
8
BmimPF 6
6
BmimPF6+MgCl2
4
2
0
-2
-4
-6
5
4
3
2
1
0 -1 -2 -3 -4
Potential / V
电解铝 电解镁
离子液体电镀新工艺
采用新型电镀液和配套工艺 在不同材料上获得优良的金
属/合金镀层，改善材料性能 在较低的温度下进行，能耗
低，成本低，对基材无破坏
电解铝装置
石墨电极
Element OK Al K Fe K
技术原理
离子液体 +
原料 Al， P， HF, MO
循 环 使 用
项目特色：
旋转蒸发 干燥
常压合成，反应过程安全 避免挥发性有机溶剂的使用，环境友好 离子液体种类繁多结构独特,反应过程中
易得到新型结构的分子筛 离子液体已规模化生产且可循环使用，
体现了过程的绿色化
相关专利: 2.5
Ｔ＝１５０－１８０°C t ＝３－５ｄ
AlkaliCellulose
AlkaliCellulose
Viscose solution
Reshaping & Coagulation
CS2
工艺复杂，流程长；使用大量有毒，有害污染 ； 能耗高，溶剂回收率低
2019年最新-离子液体的课件-精选文档
在抗静电方面的应用
将枫树和松树的表皮分别浸润或涂刷上 [bmim]BF4、[bmim]PF6、[bmim]C1、 [emim]BF4和[emim]PF6离子液体，研究 发现经离子液体处理过的木材表面电阻 和体积电阻都符合ASTM标准，且这些离 子液体都可以作为枫树和松树有效的抗 静电剂，并发现松树比枫树有更低的电 阻和更高的抗静电能力。
离子液体发展过程
*1914年 Walden 等报道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℃
* 1948年 Hurley 和Wier 开创了第一代的离子液体，即氯铝酸N－烷基吡 啶盐离子液体 ，具有较高的电导性
* 20世纪70年代 Osteryoung等对四烷基胺正离子和四氯化铝负离子的离子 液体进行应用上的系统研究
在电合成方面的应用
一、性质稳定，溶解性好，可重复使用 二、能促进反应的进行 三、目标产物的选择性好，收率高
邓友全等于室温、常压、无催化剂条件下，在 [bmim]BF4、[bpy]BF4、[bmim]PF6离子液体中电化 学活化CO2，与环氧化合物反应，合成了环状碳酸酯 。反应后通过蒸馏将离子液体从反应混合物中分离 ，离子液体重复使用5次后催化活性还未见明显降。
离子液体在电化学的应用
1、在电池技术方面的应用 2、在电合成方面的应用 3、在电镀/电沉积方面的应用 4、在电化学电容器方面的应用 5、在抗静电方面的应用 6、在传感器方面的应用 7、在毛细管电泳方面的应用
在电池技术方面的应用
化学电源的开发是绿色化学中的重要课题， 高能量、长寿命、低污染已成为判别化学电源 是否可行的根本依据。离子液体的高离子电导 率、宽电势窗口、无明显蒸汽压，不挥发和电 化学稳定的独特优势使其作为电解质在锂电池 和太阳能电池的应用方面显示了诱人的前景。
功能化离子液体的合成及应用 ppt课件
N R
N R'
一 离子液体概述
按照阴离子的不同进行分类：
一类等是，多此核类阴离离子子液，体如具有离子液体的许A多l优2C点l，7 、但对A水l2和C空l10气、都相A当u 2敏C感l7，、如[FBeM2ICMl]7A、lClC。u3C l4 、
C u 2C l3
4
另一类是单核阴离子，如:BF -、PF -、SbF -、AsF -、TfO-、TfN-、CF COO-、Cl-、Br-、I-、NO -等。
6
河北科技大学概况
学校积极实施对外开放办学战略。与美国、英国、加拿大、韩国、澳大利 亚、新西兰等20个国家的70所大学和科研机构在人才培养、教师培训、科学 研究、学术交流等方面开展了实质性合作。
7
功能化离子液体的合成及应用
报告人
河北科技大学 赵地顺 教授
HEBEI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
46
6
6
3
2
这类离子液体与AICl 类不同，其具有固定的组成，对水和空气是相对稳定的。
3
一 离子液体概述
1.3 功能化离子液体
将功能基团引入阳离子或阴离子上，使离子液体具有某种特殊性质。
阳离子功能化：羟基化、醚基化、氨基化、酰基化、酯基化、氰基化、羧基化、手性基化、不饱和基化、
磺酸基化、氯磺基化、尿素、硫脲、硫醚基等
金属配位。
2、萃取分离功能离子液体设计 指导思想：通过连接特性基团或原子，使功能离子液体与被萃取物分子间紧密结合。
（1）提高分离系数：在离子液体上共价连接一些与分离物能紧密结合的基团，使分离物 容易进入离子液体相。
（2）目标专一性：离子液体上引入硫或配位基团，使起萃取作用的基团成为憎水相的一 部分。
离子液体的课件ppt
在电池技术方面的应用
化学电源的开发是绿色化学中的重要课题， 高能量、长寿命、低污染已成为判别化学电源 是否可行的根本依据。离子液体的高离子电导 率、宽电势窗口、无明显蒸汽压，不挥发和电 化学稳定的独特优势使其作为电解质在锂电池 和太阳能电池的应用方面显示了诱人的前景。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
*进入21世纪 吡啶类、吡咯类、季磷类、多胺类 甚至双咪唑类阳离子等相 继被报道，极大地扩展了离子液体在反应、分离及材料等领域的应用
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
三个历史阶段
三氯化铝体系（20世纪90年代以前） 新型耐水体系（20世纪90年代） 功能化体系（21世纪）
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
展望
* 根据工业需要，定向设计合成具有独特 性能的离子液体. * 完善离子液体的热力学数据、动力学数 据以及相应的热动力学模型 * 完善离子液体的物性和结构方面的参数 * 要解决有关离子液体的传质、传热规律 等关键问题
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在毛细管电泳方面的应用
毛细管电泳作为很好的电化学分离手段广泛 用于金属离子、药物、蛋白质等的分离和检测 ，但由于其硅管壁带负电荷，能够吸附正离子 和生物大分子的正电荷部分，严重影响了其分 离效果。将离子液体通过共价键键合在毛细管 表面，通过静电排斥作用减少吸附量，减少电 渗流，还可以使毛细管的电渗流逆向、迁移速 度随pH值的减少而增加，分离效率和重现性都 很好。
化学电源的开发是绿色化学中的重要课题， 高能量、长寿命、低污染已成为判别化学电源 是否可行的根本依据。离子液体的高离子电导 率、宽电势窗口、无明显蒸汽压，不挥发和电 化学稳定的独特优势使其作为电解质在锂电池 和太阳能电池的应用方面显示了诱人的前景。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
*进入21世纪 吡啶类、吡咯类、季磷类、多胺类 甚至双咪唑类阳离子等相 继被报道，极大地扩展了离子液体在反应、分离及材料等领域的应用
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
三个历史阶段
三氯化铝体系（20世纪90年代以前） 新型耐水体系（20世纪90年代） 功能化体系（21世纪）
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
展望
* 根据工业需要，定向设计合成具有独特 性能的离子液体. * 完善离子液体的热力学数据、动力学数 据以及相应的热动力学模型 * 完善离子液体的物性和结构方面的参数 * 要解决有关离子液体的传质、传热规律 等关键问题
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在毛细管电泳方面的应用
毛细管电泳作为很好的电化学分离手段广泛 用于金属离子、药物、蛋白质等的分离和检测 ，但由于其硅管壁带负电荷，能够吸附正离子 和生物大分子的正电荷部分，严重影响了其分 离效果。将离子液体通过共价键键合在毛细管 表面，通过静电排斥作用减少吸附量，减少电 渗流，还可以使毛细管的电渗流逆向、迁移速 度随pH值的减少而增加，分离效率和重现性都 很好。
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-76ห้องสมุดไป่ตู้
-8 -14
离子液体的组成
离子液体主要是由有机阳离和无机阴离子构成 阳离子：烷基季铵离子［NRxH4-x］、烷基季磷离子 ［PRxH4-x］、1，3-烷基取代的咪唑离子［R1R3Im]+ 和N-基取代的吡啶离子［Rpy］ 阴离子：主要是BF4-、PF6-、NO3-、CF3SO3-、HSO4-、 AlCl4- 等体积较大的阴离子
谢谢大家！
无机盐和离子液体的熔点
Salt
NaCl KCl K2CO3 AlCl3 NaCl-KCl (50:50) AlCl3- NaClKCl (60:26:14)
m.p. (oC)
803 772 891
Ionic liquid
m.p. (oC)
[BMIm]Cl
65
[BMIm][BF4]
192 658 94 [BMIm][PF6] [BMIm][CF3CO2]
离子液体的种类有很多 大致上可以分为， AlCl3型、非AlCl3型和其他特殊类型。前2种离 子液体的主要区别在于负离子不同。 1 A1C13 型：主要用于电化学和化学反应中， 可同时作溶剂和催化剂。但其热稳定性和化学， 稳定性较差，且不可遇水，空气中有水蒸气也 不行，使用不便。 2 非A1C13 型：对水、大气稳定且组成固定。 随着人们对离子液体研究的不断深入，离子液 体，品种已达到几百种。 3 新型离子液体：由含氮的有机杂环阳离子和 无机阴离子组成。与有机溶剂相比，具有很多 突出的优点。
在抗静电方面的应用
将枫树和松树的表皮分别浸润或涂刷上 [bmim]BF4、[bmim]PF6、[bmim]C1、 [emim]BF4和[emim]PF6离子液体，研究发现经 离子液体处理过的木材表面电阻和体积电阻都符 合ASTM标准，且这些离子液体都可以作为枫树 和松树有效的抗静电剂，并发现松树比枫树有更 低的电阻和更高的抗静电能力。
离子液体及其相关介绍
第十组 邬锋华，刘昱辰，戚华吉，周曼
内容简介
* 离子液体及其性质 * 离子液体在电化学中的应用
* 研究进展
离子液体
离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、 完全由阴阳离子所组成的盐，也称为低温熔融 盐。 按酸碱性不同可分： 酸性离子液体 中性离子液体 碱性离子液体
日前，中科院上海应用物理研究所研究员徐洪 杰、吴国忠联合小组合作，经过两年多在日本 （KEK）、北京（BSRF）和合肥（NSRL）同步 辐射光源的尝试，成功利用同步辐射的X射线 精细结构分析（XAFS）方法对室温下离子液体 的原子内部精细结构进行了测定。
研究组选择由ZnCl2（氯化锌）和氯化胆碱 （一种常规的鸡饲料添加剂）构成的系列离子 液体，利用XAFS方法对锌元素的K边进行测定， 得到了离子液体内部锌原子局域环境的详细信 息，由此提出了不同ZnCl2含量下离子液体的 分子排列结构；并首次提出在离子液体中 ZnCl2能以Cl-Zn-Cl离子对的形式存在，表明 了同步辐射在离子液体结构研究中的重要性。 相关研究结果近日发表于国际物理化学权威杂 志《物理化学杂志B》（J. Phys. Chem. B） （2009，113，2066～2070）上。
在电镀/电沉积方面的应用
对电沉积而言, 离子液体兼备了高温熔盐和水 溶液的优点: 具有较宽的电化学窗口, 在室温下 即可得到在高温熔盐中电沉积才能得到的金属和 合金, 但没有高温熔盐那样的强腐蚀性;同时, 在 离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中 得到的金属, 但没有副反应, 因而得到的金属质 量更好。研究人员已对铜、锌、铁、镉、金、银 钯等金属和半导体元素的沉积进行了研究。
在电化学电容器方面的应用
电化学电容器不依赖化学反应，而是利用电极/电 解质界面的双电层快速充放电原理，用比表面高的 多孔电极能贮存较多的电能，它主要用浸渍导电聚 合物的各种类型的碳材料和金属氧化物作F/g电极 材料，用水溶液、非水溶液和固体聚合物作电介质。 非水溶液在电容器中的使用是广为人知的，它能得 到宽的电化学窗口，从而增加电容器的能量密度。 以中性的离子液体作电介质的双层电容器已见报道， 离子液体采用EMIC/AlCl3中性溶液，电极选用高比 表面的碳材料，电压大于3V，电容值1.7F(或1.3/g)， 能量密度约1.8Wh/kg。
在电合成方面的应用
一、性质稳定，溶解性好，可重复使用 二、能促进反应的进行 三、目标产物的选择性好，收率高 邓友全等于室温、常压、无催化剂条件下，在 [bmim]BF4、[bpy]BF4、[bmim]PF6离子液体中电 化学活化CO2，与环氧化合物反应，合成了环状 碳酸酯。反应后通过蒸馏将离子液体从反应混 合物中分离，离子液体重复使用5次后催化活性 还未见明显降。
在传感器方面的应用
瑞士一公司利用离子液体吸水后电导增加的原 理，开发了一种空气湿度传感器，这种基于离子 液体为敏感单元的湿度传感器与已有的基于聚合 物膜为敏感单元的湿度传感器相比，具有更快的 响应时间和更强的抗干扰能力。
在毛细管电泳方面的应用
毛细管电泳作为很好的电化学分离手段广泛用于 金属离子、药物、蛋白质等的分离和检测，但由 于其硅管壁带负电荷，能够吸附正离子和生物大 分子的正电荷部分，严重影响了其分离效果。将 离子液体通过共价键键合在毛细管表面，通过静 电排斥作用减少吸附量，减少电渗流，还可以使 毛细管的电渗流逆向、迁移速度随pH值的减少而 增加，分离效率和重现性都很好。
离子液体的特点
* 蒸汽压非常小，不易挥发，不易燃，不易爆，毒性小 * 熔点低，液态范围宽，化学和热稳定性好 * 溶解性很好，能溶解许多有机物 * 导电性好，电化学窗口宽 * 价格便宜，容易制备且后处理简单能循环使用 * 具有较大的极性可调控性，粘度低，密度大
离子液体的制备
直接合成法：通过酸碱中和反应或季胺化反应 等一步合成离子液体 两步合成法：直接法难以得到目标离子液体， 必须使用两步合成法 新型合成方法：微波及超声辅助合成
离子液体在电化学的应用
1、在电池技术方面的应用 2、在电合成方面的应用 3、在电镀/电沉积方面的应用 4、在电化学电容器方面的应用 5、在抗静电方面的应用 6、在传感器方面的应用 7、在毛细管电泳方面的应用
在电池技术方面的应用
化学电源的开发是绿色化学中的重要课题，高 能量、长寿命、低污染已成为判别化学电源是否 可行的根本依据。离子液体的高离子电导率、宽 电势窗口、无明显蒸汽压，不挥发和电化学稳定 的独特优势使其作为电解质在锂电池和太阳能电 池的应用方面显示了诱人的前景。