离子液体的

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 道高， 比离 表子 面液 的体 碳采材用料，EM电IC压/A大lC于l3中3V性，溶电液容，值电1.极7F选(或用 1.3/g)，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
离子液体的运用
离子液体在电化学的应用 在化学反应中的应用 离子液体在分离中的应用 气体吸附的应用
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。
离子液体的合成及其应用
内容简介
* 离子液体及其性质 *离子液体的合成 * 离子液体的应用 * 展望
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
无机盐和离子液体的熔点
Salt
* 1992年 Wilkes 等合成了第一个对水和空气都稳定的离子液体 [EMIM]BF4
*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
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）
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
离子液体的合成 按合成原理分类
按合成步骤分类
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。
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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
m.p. (oC)
NaCl
803
KCl
772
K2CO3
891
AlCl3
192
NaCl-KCl
658
(50:50)
AlCl3- NaCl-
94
KCl (60:26:14)
Ionic liquid m.p. (oC)
[BMIm]Cl
65
[BMIm][BF4]
-76
[BMIm][PF6]
-8
[BMIm][CF3CO2]
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。
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。