离子液体分类、合成、表征及应用研究

２ 离子液体合成
到 目前 为 止 ， 化学 家们 制 备 上都是有机含氮杂环 阳离 子， 阴离 子 一般 为 体积 较小 的无 机 阴离子 。有 些 离
子液体 对水 特别 敏感 ，如 阴离子 为 Ａ１Ｌ 的离子 液 Ｃｆ
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法。
收 稿 日期 ：２ １—３０ ０ ００ ．１ 作者简介 ：柏 杨（９ ９ ， 江 苏高邮人， １７ 一） 男， 讲师，０ ９年在 中南大学应用 化学专业硕士毕业， 究方 向绿色化学催 化。 ２０ 研 Ｅｍａｌｂ ｙｎ ２ １＠１３ｃｍ。 － ｉ：ｏ ａｇ ６ ８ ６ ． ｏ
当
体， 它们需在干燥 的气 氛中合成 ， 操作要求 比较严 格。而有些离子液体与水不相混溶 ，如离子液体
［ＭＩ Ｂ ４ ［ＭＩ Ｐ 它 们 的制 备 不 需 隔 绝 空 Ｅ ｍ］Ｆ 和 Ｅ ｍ］Ｆ， 气， 操作 比较 简单 。
图 １ 常 见 离 子液 体 阳 离 子 类 型
Ｆ ｇ １ Ｃａｉ ｎ ｔｐ ｆ ｏ ｉ． ｔ ｅｏ ｃ ｍｍ ｏ ｎ ｃｌ ｕ ｄ ｏ ｙ ｎ ｉ ｉ ｑ ｉ ｓ ｏ ｉ
其 Ｌ ｗｉ 酸性也 由碱性 中性一 酸 眭一强 酸性逐 步 ｅ ｓ
增强 。
Ｂ ｏ ｓ ｄ酸性离 子液 体指 能够 给 出质子 （ ｒｎｔ ｅ 或含 有活泼酸性质子 ） 的离 子 液 体 ， 『ＭＩ Ｂ ４ ｒ 如 Ｈ Ｍ］Ｆ； ９ Ｂ ｎｔ ｓ ｄ碱 性 离子 液 体 指能 够 接受 质 子 （ 阴离 子 为 ｅ 或 Ｏ ） Ｈ 的离子 液体 ，ＩＢ Ｍ］ ￣［ＭＩ ＯＨ。
１ 离子液体分类
通 常离 子 液体 可 以依 据 阴 阳离子 类 型分 类 ， 如 按 阳离 子 可分 为 （ １ ： 铵 盐类 、 镌 盐类 、 图 ）季 季 咪唑
类、 毗啶类等 ； 按阴离子可分为两大类 ： 一类是组成 可调 的氯铝 酸类 ， 类是 组成 固定且 对空 气 、 稳定 一 水 的 阴 离 子 （ 括 Ｂ ４ Ｐ ６ Ｃ ３Ｏ３ （ ＦＳ ２２ 、 包 Ｆ－ Ｆ－ ＦＳ 一 Ｃ ３Ｏ ） 、 、 、 Ｎ一
根据离子液体的水溶性可以分为亲水性和憎水 性离 子液体 。前 者￣ ［ＭＩ Ｂ ４［ＭＩ Ｂ ４［ＭＩ ＩＢ Ｍ］Ｆ、Ｅ Ｍ］Ｆ、Ｅ Ｍ］Ｉ［Ｐ ｌＦ 等 ，后者 ［ＭＩ Ｐ ［ＭＩ Ｐ ６ Ｃ 、 ｙＢ Ｂ Ｂ Ｍ］Ｆ、 Ｏ Ｍ］Ｆ、
上述两类离子液体对应两种不 同的离子液体 合 成 方法 （ 图 ２所 示 ） 如 ：直 接 合成 法 和离 子交 换
文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ —４ ０ ２ １ ）４ ０４ — ４ ６ １０ ６ （０ ００ —４ ５ ０ 中 图分 类 号 ： ０６ ５１ ．３ ４
离子 液体 （ｏｉｌ ｕｄ ） 般是 由特 定 的体 积相 ｉｎｃｉ ｉｓ一 ｑ 对 较 大 、 构不 对 称 的有 机 阳离子 和 体 积相 对 较小 结 的无机 阴离子 构成 的 ， 室温 或 近于 室 温下 呈 液态 在
（ 江学 院 化 学 化 工 学 院 ， 西 九 江 ３ ２ ０ ） 九 江 ３ ０ ５
摘
要 ： 离子液体作为一种新型的环境友好溶剂和液体酸催化剂 ， 具有众多优点。 其结构和酸性具有可
调性 ， 催化剂和产物容易分离 ， 高热稳定性 ， 是真正意义上可设计 的绿色溶剂和催化剂 。介绍了离子液体的分 类、 合成和表征方法 。综述了离子液体在化学化工领域 中的应用进展并展望其前景 。 关 键 词 ： 离子液体 ； 分类 ； 合成 ； 表征
第３ ９卷第 ４期
２ １ 年 ８月 ００
当
代
化
工
Ｃｏ ｔｍｐ ｒｒ ｍｉａ ｎ ｓｒ ｎｅ ｏ ａｙＣｈｅ ｃ ｌＩｄｕ ｔｙ
Ｖｏ１３ Ｎｏ４ ．９． ． Ａｕ ｕ ｔ， ０１ ｇｓ ２ ０
离子 液体 分 类 、 成 、 征及 应 用 研 究 合 表
柏 杨， 曹晓燕， 代 军
代
化
工
第３ ９卷 第 ４期
［ ＼ ［ ＼ ］ ］ ／ ｃ ／ ｒ ［ ＼／ ２ ／ Ａ １ Ｃ ［ ＼ Ｒ Ｋ、 ＼ ４ 离子液体应用 ／ ［ ＣＲ 卜 １［ ／
图 ２ 常 见 离 子 液体 的 合 成
Ｆ ｇ２ Ｓ ｎ ｈ ｓ ｆ ｏ ｉ ． ｙ ｔ ｅ ｉ ｏ ｍｍｏ ｎ ｃｌ ｕ ｄ ｓ ｃ ｎ ｉ ｉ ｑ ｉ ｓ ｏ ｉ
［ＭＩ Ｓ Ｆ、Ｂ ｙＰ 。此外 ， Ｂ Ｍ］ｂ ［Ｐ ］Ｆ 等 很重 要 的一 种分类
方 法 就是 按 照 离 子 液体 的 酸 碱 性 将 其 分 为 ： ｅ ｉ Ｌ ｗｓ
的物质 。与其他固体或液体材料相 比， 离子液体往 往展 现 出独特 的物理 化学性 质及 特有 的功 能 。由于 其 是 由体 积 差 异 较 大 且 对 称性 均 比较 低 的 阴 阳离 子 组 合 而成 ，阴 阳离 子 无 法有 序 且 有 效 地 相 互 吸 引 ， 显 降低 了 阴 阳离 子 之 间 的 静 电势 ， 致 了其 明 导 具 有 较低熔 点 Ⅲ 同时 ， 还具 有 良好 化学 和热 稳 定 ； 它 性 以及较宽的电化学稳定 电位窗， 是一类值得研究 发 展 的新 型 的介质或 “ ” 软 功能 材料 （ｏｔ ｔｒ ｌ） ｓｆｍａ ｉ ｓ。 ｅａ
酸性 、ｅ ｓ Ｌｗｉ酸性 、ｒｎｔｄ酸性 、 ｒｎｔｄ碱性 和 中 Ｂｏｓ ｅ Ｂｏ ｓ ｅ 性离子液体。Ｌ ｗ ｓ ｅ ｉ酸性离子液体是指能够接受电 子对 的离 子液体 ， 反之 ，ｅ ｓ Ｌｗｉ碱性 是 指能 够给 出 电 子对 的离 子液体 。Ｌｗｉ酸性 或碱 性 主要 是氯 铝酸 ｅ ｓ 类 离子 液体 ， 随着 Ａ１１摩 尔分 数 的增加 ， Ｃ， 阴离 子种 类 由 Ｃ一 Ａｃ４ ｌ １ｌ一Ａｌ ｌ＿Ａｌ ｌ＿ ４ｌ 转 化 ， 一 － ２ Ｃ ３ １一Ａｌ １ Ｃｏ ｃ３ Ｉ