离子液体论文
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氨基酸离子液体的研究进展摘要:离子液体具有许多独特的性质使它应用越来越广泛。
但有些离子液体缺乏毒性数据,并且离子液体本身不能生物降解,或对人体有害,或制备过程中造成环境污染。
而氨基酸是典型的生物衍生,是蛋白质和其他生物分子的原料,把它制成离子液体会无毒,具有生物活性且性质丰富。
本文综述了氨基酸离子液体的应用研究进展。
关键词:离子液体;氨基酸;应用;进展1前言众所周知,离子液体具有很多优点如:可忽略的蒸汽压、高导电性、高热稳定性、低毒性、不可燃性、在大范围温度内的高化学稳定性以及液体状态等。
但或多或少会对环境造成一定影响,所以寻找环境友好的合适溶剂是一个挑战,还要综合考虑成本因素。
而廉价有机酸根阴离子是降低离子液体成本的有效途径。
氨基酸离子来源广泛,无毒,制备过程中不对环境产生污染,本身还可以生物降解,氨基酸离子液体可以称得上是真正的绿色[1] 。
Kenta Fukumoto等首次报道了由20个氨基酸衍生的离子液体。
以1-乙基-3-甲基咪唑为阳离子与不同氨基酸为阴离子合成氨基酸离子液体,在室温下都是透明的、几乎无色的液体。
这些氨基酸离子液体不溶于醚,但可以与各种有机溶剂混溶,如甲醇、乙腈和氯仿,并能溶解天然氨基酸。
这些发现对于设计适合特定应用的离子液体是非常有用的[2]。
2离子液体的毒性研究W.Gouveia等对以咪唑、吡啶和胆碱阳离子阳离子和精氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、谷氨酸和半胱氨酸等氨基酸组成的离子液体进行了毒性研究。
发现以胆碱为阳离子的毒性比含有咪唑和吡啶阳离子的毒性要小得多。
包括对合成的ILs对不同组织层次的生物体进行了毒性检测,甲壳类盐酸蒿;人细胞HeLa(宫颈癌);以及具有不同类型细胞壁的细菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌。
其毒性同时依赖于阳离子和阴离子。
胆碱-氨基酸ILs对盐藻和HeLa细胞培养的毒性显著较低。
所有离子液体对细菌均无明显的毒性,其效果比抗生素氯霉素小2-3个数量级。
因此以氨基酸为阴离子产生的离子液体对人类和环境的毒性较低,它们是一种很有前途的材料[3]。
离子液体催化烷基化反应的研究进展作者:XXX 指导老师:刘涛(安庆师范学院化学化工学院,安庆,246011)摘要:离子液体具有很高的选择性和酸催化活性,是一种非常有前途的新型绿色烷基化催化剂,目前已成为当今化学研究的热点之一。
本文简介了近年来各类离子液体在催化苯以及催化C4等烷基化反应中的应用,并对离子液体应用所面临的问题进行了简要分析,综述了其作为绿色催化剂在烷基化反应中的应用研究进展,同时展望了其未来发展趋势。
关键词:离子液体;烷基化;催化剂1、引言离子液体(ionic liquid)是指在室温或室温附近温度(–30~50℃)下呈现液态的,并且完全由离子构成的物质[1,2],又称室温离子液体(room temperature ionic liquids)、室温熔融盐(room temperature molten salts)、有机离子液体等。
离子液体是由烷基季N+、PR4+、SR3+)与复合阴离子(如AlCl4-、BF4-、SbF6-)等组成的铵阳离子(如R4复合盐,室温下呈现液态,温度范围宽,不易挥发、不燃烧,无毒,使用安全,溶解能力强,含有B酸和L酸两重酸性的超强酸,可做特殊溶剂,具有很高的酸催化活性和选择性。
其比传统的有机溶剂液态温度范围宽、蒸汽压低、电化学稳定性高,具有介质和催化双重功能等特点[3]。
烷基化催化剂的发展有多种,如浓硫酸、氢氟酸、杂多酸、分子筛和离子液体等各种超强酸类催化剂。
其中,无机酸催化烷基化反应已有较好的技术并被工业化,但存在着许多技术问题,最大的缺点是存在着严重的设备腐蚀和环境污染问题。
为克服上述无机酸催化剂的缺点,新型离子液体催化剂特别适应于目前所倡导的绿色化学技术的要求,可做多种有机反应的催化剂。
随着当今无污染清洁技术受到日益关注的程度,因其本身所具有的优越性,离子液体成为目前一种发展前景非常好的新型绿色烷基化催化剂,有着良好的应用价值,因此吸引着各方学者对其进行不断地研究。
离子液体在分离提纯中的应用摘要:室温离子液体是熔点在室温附近的一类熔融盐,以熔点低、蒸汽压小、电化学窗口宽、酸性能调节及良好的溶解性等诸多特点在电化学、有机合成、催化、分离、提纯等领域应用广泛。
本文主要介绍了离子液体在分离分析上的应用及近几年离子液体研究应用的进展。
现在所要解决的核心问题就是离子液体在萃取分离提纯过程中的应用,并展望了离子液体在分离方面的应用前景和发展方向。
关键词:离子液体;分离;合成;提纯;应用1、导言室温离子液体,简称离子液体, 是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。
它一般由有机阳离子和无机阴离子相互结合而成的一种室温或低温下呈液态的盐类化合物。
与一般有机溶剂不同,离子液体很难挥发,所以实验室使用它无毒性且无污染。
并且,我们很轻松地从离子液体中萃取出产物进一步回收催化剂,可以实现多次循环使用这些液体进而实现了绿色化的合成,因此它被称为”绿色溶剂”。
离子液体因其诸多特点在电化学、有机合成、催化、分离等多方面领域得到广泛的应用。
2、离子液体的合成和性质2.1离子液体的合成离子液体的种类很多,改变阳离子、阴离子可以有不同的组合,可以设计合成出多种不同的离子液体。
具有代表性的离子液体合成是由甲基咪唑与卤代烷烃直接合成中间产物,然后再与含有目标负离子的无机盐离子或有机盐离子反应生成相应的离子液体。
2.2 离子液体的性质2.2.1熔点熔点是无机盐、有机盐等化合物的一个重要的物理特征,也是判别其是否构成离子液体的重要标志。
目前对于某些盐类熔点低的原因不是很清楚,大多数认为可能有以下几个原因:组成盐类化合物的阳离子对称性较低;分子间的相互作用弱(如氢键等);电荷平均分布在阳离子上,以及晶体的低效堆积]等。
2.2.2粘度离子液体的粘度主要取决于离子液体间范德华作用力大小以及形成氢键的能力。
离子液体的粘度和范德华作用力的关系可由1-甲基-3-丁基咪唑离子液体的粘度随阴离子变化的结果中得出,当阴离子CF3COO-变为C3F7COO-时,离子液体的粘度明显增加。
离子液体在催化反应中的应用及机制探究催化反应是一种通过添加催化剂来提高反应速率的化学反应。
近年来,离子液体作为一种特殊的溶剂,在催化反应中展示出了良好的应用前景。
离子液体是一种具有低挥发性、高稳定性和可调控性的溶剂,其结构和性质能够与催化剂及反应物相互作用,从而影响催化反应的速率和选择性。
本文将探讨离子液体在催化反应中的应用及其机制。
离子液体在催化反应中的应用主要包括催化剂载体、催化剂活性调控、反应产物分离提纯等方面。
首先,离子液体作为催化剂载体,能够提高催化剂的稳定性和可重复使用性。
传统的溶剂在高温或高压条件下容易挥发或分解,而离子液体具有较高的热稳定性和化学稳定性,能够稳定地承载催化剂,从而增加催化剂的寿命。
其次,离子液体可以通过与催化剂的相互作用来调控催化剂的活性和选择性。
催化反应中,催化剂的活性是关键因素之一。
离子液体能够与催化剂形成强烈的相互作用,通过改变催化剂的电子环境或形貌,进而调控催化剂的活性。
例如,离子液体可以增强催化剂表面上活性位点的可利用性,提高催化剂对反应物的吸附能力,从而增强了催化反应的速率。
同时,离子液体还可以改变催化剂活性位点的空间结构,影响催化反应的选择性。
这种活性调控的能力使得离子液体在催化反应中展现出了良好的应用潜力。
离子液体还可以用作催化反应产物的分离和提纯剂。
传统的有机溶剂通常与产物有相似的化学性质,难以实现催化反应产物的高效分离和提纯。
而离子液体具有独特的溶解性能和物理化学性质,可以与目标产物或副产物形成可调控的相互作用,从而实现产物分离与提纯的高效性能。
例如,离子液体可以通过萃取或萃取结晶的方式,将目标产物从反应混合物中提取出来,进而实现高纯度的产品得到。
离子液体在催化反应中的机制主要通过以下几个方面来解释:离子交换、电子转移、离子迁移、酸碱性等。
首先,离子交换是指离子液体中阳离子和阴离子之间的交换作用。
离子液体中的阳离子和阴离子以静电相互作用为基础,形成稳定的液态结构。
题目:离子液体学院:化学与材料工程学院专业:无机功能材料班级:无机121学号:1510612130姓名:张鹏程时间:2014.4.13摘要:离子液体是近10年来在绿色化学的框架下发展起来的全新功能材料,具有不挥发、不可燃、液态范围宽、热稳定性好、溶解性好、物化性质可调等优点,已被作为催化剂、反应介质成功地应用于有机合成、电化学、分离提取及材料科学等领域。
研究开发新型离子液体并扩展其应用范围,具有重要意义。
近年来其应用领域不断扩大并迅猛发展,目前已从化学制备扩展到材料科学、环境科学、工程技术、分析测试等诸多领域,并迅速在各领域形成研究热点。
一:离子液体简介1.离子液体的定义离子液体是指全部由离子组成的液体,如高温下的KCI, KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。
在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体、室温熔融盐(室温离子液体常伴有氢键的存在,定义为室温熔融盐有点勉强)、有机离子液体等,目前尚无统一的名称,但倾向于简称离子液体。
2.离子液体的发展历史离子液体的历史可以追溯到1914年,当时Walden报道了(EtNH2)+ HNO3-的合成(熔点12℃) 。
这种物质由浓硝酸和乙胺反应制得,但是,由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸,它的发现在当时并没有引起人们的兴趣,这是最早的离子液体。
1951年F.H.Hurley和T.P. Wiler首次合成了在环境温度下是液体状态的离子液体。
他们选择的阳离子是N-乙基吡啶,合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物(氯化铝和溴化乙基吡啶摩尔比为1:2) 。
但这种离子液体的液体温度范围还是相对比较狭窄的,而且,氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢,对皮肤有刺激作用。
直到1976年,美国Colorado州立大学的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作电解液,进行有机电化学研究时,发现这种室温离子液体是很好的电解液,能和有机物混溶,不含质子,电化学窗口较宽。
简述离子液体及其在萃取分离中的研究应用摘要:离子液体作为一种环境友好的新型绿色溶剂,具有独特的性质,目前已在萃取分离领域得到很好的研究和应用.本文重点介绍了离子液体在萃取分离有机物、金属离子、气体分子和生物分子方面的应用研究。
关键词:离子液体;萃取;分离;1.引言目前广泛应用的萃取分离技术有液相萃取、固相萃取、微波萃取、液膜萃取等.随着近几年绿色化学的兴起,离子液体作为继超临界流体CO2以来的又一新型溶剂,在样品前处理中分离、富集的应用也得到进一步发展,给传统的萃取分离注入了新的内容.离子液体是一类新型的绿色介质,具有不易挥发、导电性强、粘度大、蒸气压小、性质稳定、可设计性、对许多无机盐和有机物有良好的溶解性等优点,因而其应用领域非常广泛,目前离子液体已在萃取分离、电化学、化学、环境、生物技术、材料等诸多领域都得到开发和应用。
基于离子液体萃取效率高、可循环利用等优点,其在传统的萃取中的应用研究很多,并且具有广泛的应用前景。
2.离子液体简介2.1离子液体的结构和分类离子液体,又称室温离子液体,或室温熔融盐,是指在室温或接近室温时呈液态,并由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系.按照阴阳离子排列组合方式的不同,离子液体的种类有很多.目前通常根据有机阳离子母体的不同,将离子液体分为4类,分别是咪唑盐类(I)、季铵盐类(II)、吡啶盐类(Ⅲ)、季膦盐类(IV)[1].离子液体的种类并不仅限于此,其他代表性的离子液体还有锍盐离子液体、手性离子液体,两性离子液体等。
2.2离子液体的特点与传统有机溶剂和电解质相比,离子液体的主要特点是:①蒸汽压低,不易挥发;②具有较大的稳定温度范围和较高的化学稳定性;③具有较大的结构可调性,适合用作分离溶剂;④具有介质和催化双重功能,对于许多无机和有机物质溶解性好;⑤离子液体作为电解质具有较大的电化学窗口、导电性、热稳定性和抗氧化性等[2]。
总之离子液体兼有液体与固体的功能特性,因此被称为“液体”分子筛.3.离子液体在萃取分离中的应用3.1离子液体萃取有机物离子液体蒸气压低,热稳定性好,液态范围广,对很多有机物有显著而不同的选择性,萃取完后可以分离萃取物循环使用。
新型离子液体作为催化剂的设计与性能研究新型离子液体是一种新型的催化剂,在化学领域中具有着广泛的应用。
这种液体被赋予了独特的物化性质,可以作为催化剂和溶剂同时使用。
在催化化学反应中,离子液体的作用是极为重要的,它可以有效地促进反应速率和改善反应的选择性、特异性和产品选择性,在近年来的研究中,新型离子液体得到了越来越多的关注。
本文将介绍新型离子液体作为催化剂的设计与性能研究,重点探讨液体结构设计、酸碱性调控和反应机理等方面的内容。
一、离子液体的液体结构设计离子液体是一种离子之间相互作用力强、互相阻隔的液体,其独特的物理和化学性质源于其特殊的离子结构。
针对催化领域中的需求,研究人员通过合成新型离子液体,设计出了各种具有不同液体结构的催化剂。
例如,一些研究人员利用长链有机分子和金属离子配合而成的离子液体,通过改变长链有机分子的碳链长度和取代基种类,以及不同的金属离子,可以获得不同的离子液体结构。
这些新型离子液体在催化甲酸的氧化反应、酯化反应等方面表现出了良好的催化性能。
另外,还有研究人员通过引入不同的离子种类、改变离子的质量、电荷分布等方法改变离子液体的液体结构。
例如,将磺酸基离子与铁离子配合而成的离子液体,通过改变磺酸基取代基位置和铁的配位方式,可以获得不同的离子液体结构,在催化丙烯的羰基加成反应中表现出了较好的催化性能。
二、离子液体的酸碱性调控离子液体的酸碱性对其作为催化剂的催化性能有着极大的影响。
因此,研究人员通过调控离子液体中的离子种类和配位结构等方法,实现对其酸碱性的调控。
例如,将含氮杂环的芳香碱基离子与氟素配位而成的离子液体,具有较强的质子酸性,可以作为酰胺的诱导剂催化酰胺合成反应。
而将含氟杂环的芳香碱基离子与银离子配位而成的离子液体,则具有较强的碱性,可以作为碳酸酯的诱导剂催化碳酸酯化反应。
三、离子液体催化反应机理研究离子液体作为催化剂,在催化化学反应中的作用机理是一个深入研究的问题。
研究人员通过实验和计算模拟等方法,探索了离子液体催化反应的机理和原理。
21世纪不可再生资源的日益消耗,从可再生生物质资源出发制备新型平台化合物越来越引起关注。
生物质资源储量大、种类多,以生物质这种可再生的资源作为原料,尤其是利用糖类、纤维素和其他碳水化合物生产具有高附加值的化学品。
这些资源无污染并且可再生,必将成为一种替代资源在今后的生产中发挥重要作用。
木质纤维素转化的途径之一是水解生成单糖葡萄糖、木糖,单糖再进一步分解生成化学品。
其中单糖的生成和降解是影响整个反应过程选择性的关键步骤。
木质纤维素水解一般采用液体酸作为催化剂,存在对设备腐蚀严重、污染环境等问题。
因此,寻找绿色能源,高效利用化学反应成为当前越来越热的研究领域。
然而,较高的技术要求和生产成本依然是限制生物质资源利用的一个瓶颈。
利用化学方法使生物质原料进行催化转化,可以降低生产成本,提高资源的有效利用。
传统生产中使用大量有机溶剂给环境带来污染。
基于此原因,离子液体(I onic Liquids)受到研究人员的青睐,与传统的有机溶剂相比,离子液体没有蒸气压,没有毒性或者毒性很低,而且在导热性、化学稳定性、溶解性、电导性、以及粘性等方面都有良好的特性,通过处理能够回收利用,被认为是一种“绿色溶剂”。
将离子液体应用于生物质资源的催化转化,可以为催化反应提供新的反应媒介,为化工生产提供一条新的道路,将是大有潜力的。
由此可见,离子液体作为催化剂和反应媒介是今后的主要研究方向和发展趋势。
本论文主要研究了以下几个方面:1,考察果糖在双相反应体系和单相反应体系中脱水制备5一HMF:2,用咪哇类离子液体为溶剂,固体酸为催化剂,催化果糖脱水制5一轻甲基糠醛(5一HMF),考察各种因素对反应的影响,并得出最优条件;3,采用理论计算方法研究果糖脱水反应机理;4,研究了葡萄糖在离子液体固体酸体系中脱水反应的情况,同时考察了蔗糖在此体系中反应情况。
离子液体中催化单糖脱水制5一轻甲基糠醛1文献综述1.1概述从绿色化学的高度来考虑,作为人类能够长久依赖的未来资源和能源,它必须是储量丰富,可再生的,不会引起环境污染。
离子液体研究进展一、本文概述离子液体,也称为离子性液体或离子溶剂,是一种在室温或接近室温下呈液态的盐类。
自20世纪90年代以来,离子液体作为一种新型的绿色溶剂和功能性材料,在化学、物理、材料科学、能源、环境等领域引起了广泛的关注。
离子液体具有独特的物理化学性质,如低蒸汽压、良好的热稳定性、宽的电化学窗口、高的离子导电性和可设计性等,使得它们在许多领域都有潜在的应用价值。
本文旨在全面综述离子液体的研究进展,包括离子液体的合成方法、性质表征、应用领域以及存在的挑战和未来的发展趋势。
通过对近年来相关文献的梳理和分析,我们将重点介绍离子液体在化学反应介质、电化学能源、分离技术、材料制备以及环境保护等方面的应用进展,并探讨离子液体在实际应用中面临的挑战和解决方案。
通过本文的综述,我们期望能够为读者提供一个关于离子液体研究进展的全面视角,并为离子液体的未来发展提供新的思路和方向。
我们也希望本文能够激发更多研究者对离子液体的兴趣,推动离子液体在各个领域的应用和发展。
二、离子液体的合成与性质离子液体,作为一种新型的绿色溶剂和功能性材料,近年来受到了广泛关注。
其独特的物理化学性质,如低蒸汽压、良好的热稳定性、高的离子电导率以及可调的溶解性等,使离子液体在众多领域,如化学合成、电化学、分离技术等中展现出广阔的应用前景。
离子液体的合成方法多种多样,主要包括一步合成法和两步合成法。
一步合成法通常是通过酸碱中和反应或季铵化反应直接生成离子液体,这种方法操作简单,但产物的纯度和选择性相对较低。
两步合成法则首先合成离子液体的阳离子或阴离子前体,然后再通过离子交换或复分解反应生成离子液体。
这种方法可以控制产物的纯度和选择性,但需要多步操作,相对复杂。
离子液体的性质与其组成和结构密切相关。
其阳离子和阴离子的种类、大小和对称性等因素都会影响其物理化学性质。
例如,离子液体的熔点受其离子大小的影响,离子半径越大,熔点越低。
离子液体的溶解性也与其离子结构有关,通过调节阳离子和阴离子的种类,可以实现对特定物质的溶解。
离子液体的研究进展摘要离子液体作为可设计的绿色溶剂、催化剂,具有稳定性好,催化性强,电导率高,溶解能力强,以其特有的性质广受学术界和工业界关注,在诸多领域展示了广阔的应用潜力和前景。
本文主要介绍了离子液体的特点,以及讨论离子液体的应用领域,包括萃取分离、有机合成、电化学、纳米材料和环境科学等,最后对离子液体的发展前景做了展望。
关键词离子液体;萃取分离;有机合成;电化学;纳米材料;环境科学;发展前景Research Progress of Ionic LiquidsAbstract: As a kind of green solvent and efficient catalyst, ionic liquid with good molecule designability attracts widely attentions from both academia and industry due to its unique and attractive properties, which has been widely used in various fields for its good thermal stability, catalytic ability, high electroconductivity, good dissolving ability, zero steam pressure and so on. In this paper, characteristics of the ionic liquid were introduced as well as its applications, such as extraction and separation, organic synthesis, electrochemistry, nanometer materials, environmental science and so on. Finally, the development prospects of ionic liquid were discussed Keywords: Ionic liquid; Extraction and separation; Organic synthesis; Electrochemical; Nanometer materials; Environmental science; Development prospects近年来,在实现绿色化学的研究过程中,寻找绿色的溶剂和发现环境友好的催化剂成为当前主要的研究方向之一。
离子液体在金属生产中的应用研究进展摘要:离子液体作为有潜力的绿色电化学介质具有不挥发、稳定性好、结构可调、无毒、对环境友好等特点,在金属生产、电解、电镀、电催化、电分析化学等领域具有非常好的应用前景。
离子液体作为一种相对友好的溶剂体系正在被人们认识和接受。
离子液体作为反应介质具有更宽的液态范围和几乎可以忽略的蒸汽压,并且可以重复使用,这在环境问题日益引起人们关注的今天显得尤为重要。
在明确离子液体替代传统溶剂是发展的必然基础上,本文主要简要介绍了离子液体的合成、性质、组成,及其在分离金属离子中的应用。
如:离子液体AlCl/Et NHCl中电沉积法制备金属铝,离子液体在金属电解中的应用等等关键词:离子液体;金属生产;研究进展1引言离子液体是指全部由离子组成的液体。
在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等。
离子液体是一类在室温或低温下为液体的盐, 通常为无色液体, 由含氮、磷有机阳离子和大的无机阴离子组成,蒸气压低,不挥发,不可燃,低毒性,对无机和有机材料表现出良好的溶解能力,具有很好的导电性和较宽的电化学窗口, 常被作为反应和分离技术中的绿色替代溶剂和电化学过程的介质。
也可以作为一些非水的两相催化反应的溶剂,具有更宽的液态范围和几乎可以忽略的蒸汽压等。
离子液体在无机及纳米材料的制备应用上则还处于初步阶段,尚有许多问题值得研究。
2离子液体简介2.1离子液体的理化性能离子液体是仅由离子组成的一类新型液体。
虽然高温熔盐也符合此定义,但文献中通常把熔点低于100℃的熔盐称作室温离子液体。
2.2 离子液体的合成离子液体通常的定义是一种完全由离子组成的液体(一般小于100℃),离子间的作用力主要是库仑力。
由于组成离子液体的阴、阳离子种类繁多,而且随着离子液体中阳离子和阴离子的变化,离子液体的物理和化学性质将在很大的范围内发生相应的变化。
因此,人们可以根据需要设计合成出不同特性的离子液体,离子液体的合成大体上有两种基本方法:直接合成法和两步合成法。
离子液体在化学反应中的应用研究离子液体是指具有低蒸汽压的盐类,它们常常以液态存在于室温下。
由于其特殊的物化性质和多样的离子配体结构,离子液体在化学反应中的应用得到了广泛的研究。
本文将从离子液体在催化反应、电化学反应、氧化反应、还原反应等方面进行探讨,总结离子液体在化学反应中的应用研究。
一、离子液体在催化反应中的应用离子液体作为绿色溶剂在催化反应中的应用备受瞩目。
由于其可调节的溶解性、热稳定性和选择性溶解能力,离子液体具有优于传统有机溶剂的优势。
例如,离子液体可以用作均相催化反应的催化剂载体,提高反应速率和选择性。
此外,离子液体还可以作为催化剂本身,通过调节离子液体结构中的阳离子或阴离子,实现对反应物的活化。
离子液体催化剂的应用研究不仅可以改善传统有机合成的反应效率,而且有助于解决环境污染和废弃物处理等问题。
二、离子液体在电化学反应中的应用离子液体在电化学反应中具有独特的电导性和稳定性,因此被广泛应用于电化学能源存储和转化等领域。
离子液体电解质还可以用于电化学陶瓷、电解质膜和液流电池等器件中。
离子液体的电导率高,有助于提高电化学器件的性能和循环寿命。
此外,离子液体还可以在电化学反应中调节离子迁移率和扩散系数,从而改善能量转化的效率。
三、离子液体在氧化反应中的应用离子液体作为一种理想的氧化剂在有机氧化反应中得到了广泛的应用。
由于离子液体具有较低的蒸汽压和热稳定性,可以承受高温反应条件。
同时,离子液体还可以调节溶剂中的溶解性和极性,提高反应物的溶解度和反应速率。
离子液体氧化剂可用于有机合成中醇、醛、酮等化合物的氧化反应,为得到高产率和高选择性的产物提供了有效的工具。
四、离子液体在还原反应中的应用离子液体作为还原剂在有机合成中也发挥了重要的作用。
离子液体还原剂与传统还原剂相比具有更高的选择性和反应条件的可调性。
离子液体还原剂可以在温和的反应条件下发生还原反应,避免了传统还原剂所带来的副反应和废弃物处理问题。
离子液体在化学反应中的应用研究离子液体(Ionic Liquids)是一类低熔点的盐状液体,由有机阳离子和无机阴离子组成。
由于其优异的溶解性、热稳定性、导电性以及可调节的物化性质,离子液体在近年来成为化学研究领域的热门话题。
本文将探讨离子液体在化学反应中的应用。
一、离子液体在催化反应中的应用离子液体作为溶剂和反应介质具备独特的催化效果,在各类化学反应中发挥着重要作用。
例如,在催化加氢反应中,离子液体可以提供较高的催化活性和选择性,优于传统的溶剂体系。
离子液体具有较好的溶解性,可以提供更大的界面面积,增强基质的扩散效应,从而促进催化反应的进行。
此外,离子液体还可以通过调节配体的选择,改变反应的速率常数和活化能,实现对反应过程的精确控制。
二、离子液体在电化学反应中的应用离子液体具有高离度和低挥发性的特点,使其在电化学反应中得到广泛应用。
离子液体可以作为电极电解的溶剂和催化剂,用于电化学合成、电化学储能和电化学传感等领域。
例如,离子液体电解质在锂离子电池中替代传统有机溶剂,具有更宽的电化学窗口和更好的可充放电性能。
此外,离子液体还可以用于电化学还原和氧化反应的催化剂,提高电化学过程的效率和选择性。
三、离子液体在分离纯化中的应用离子液体作为溶剂具有极低的挥发性和较高的溶解度,可以应用于物质的分离纯化过程。
离子液体可以通过调节其物化性质,如溶剂极性和黏度,实现对目标物质的选择性吸附和萃取。
离子液体还可以与其他溶剂组成复合溶剂体系,提高分离纯化过程的效率。
例如,在生物质预处理中,离子液体可以与溶解木质素的溶剂组成复合体系,实现有效的木质素分离。
四、离子液体在催化剂设计中的应用离子液体不仅可以作为反应介质和溶剂,在催化剂的设计中也发挥着重要作用。
离子液体可以作为载体或固定相,与催化剂形成复合体系,增强催化剂的稳定性和重复使用性。
离子液体还可以通过调节配位结构和电子密度,优化催化剂的活性和选择性。
此外,离子液体还可以通过离子识别和调控分子间相互作用,实现对催化反应过程的准确控制。
离子液体作为催化剂的性质及其应用研究离子液体作为一种新型催化剂已经受到广泛的关注和研究。
离子液体具有独特的化学结构和性质,能够在催化反应中发挥出独特的催化效果。
本文将介绍离子液体作为催化剂的性质及其应用研究。
离子液体的特性离子液体是一类具有特殊化学结构的新型液体。
与传统有机溶剂相比,离子液体更加稳定且温度稳定性更好,能够有效地在反应过程中催化。
与大多数传统溶剂不同的是,离子液体中的阳离子和阴离子之间的相互作用比分子间相互作用更强烈,导致离子液体具有非常低的挥发性和热稳定性。
同时,由于离子液体中离子之间的相互作用,离子液体的电导率比传统有机溶剂要高得多。
这种高电导率使离子液体在电化学和催化反应中具有独特的作用。
此外,离子液体中的阳离子和阴离子的组合可以被设计为拥有不同的性质,以满足特定的催化反应需求。
离子液体作为催化剂的优点离子液体作为催化剂具有以下优点:1. 高催化活性和选择性:由于离子液体中阳离子和阴离子之间的相互作用以及对溶解剂中离子的定向作用,离子液体的选择性和催化效率比传统催化剂更高。
2. 高反应速率:离子液体具有高电导率和离子活性,可以加速催化反应的速率,相对于传统有机溶剂可以大大降低反应时间。
3. 良好的热稳定性:离子液体的热稳定性比传统有机溶剂更高,使得离子液体能够在高温条件下发挥出更好的催化效果。
4. 良好的稳定性和再生性:离子液体不会蒸发或分解,因此可以在反应后进行回收,使得离子液体具有良好的循环利用性。
离子液体作为催化剂的应用研究离子液体在催化领域的应用研究得到了广泛的关注。
离子液体中的阳离子和阴离子的组合可以被设计为拥有不同的性质,以满足特定的催化反应需求。
以下是离子液体在催化领域的具体应用:1. 多相催化反应:离子液体可以作为多相催化剂,促进氧化还原反应,甚至是有机反应。
离子液体的催化剂为多相反应提供了新途径,重要应用包括C-C键的形成和烯烃加氢。
2. 环化反应:通过加强反应体系的溶解能力,离子液体促进了许多有机合成反应,如环化反应、烷基化反应和烯基化反应等。
离子液体及在有机化学中的应用摘要离子液体是一类极具应用前景的绿色溶剂,具有优良的稳定性、低挥发性、可设计性等优点。
离子液体作为溶剂,可以为化学反应提供不同于传统有机溶剂的优良环境。
本文主要介绍了离子液体及其发展概况, 归纳了离子液体作为溶剂的优越性质, 概述了离子液体在有机合成的应用,说明离子液体的独特性能对推进绿色化学化工的重要意义。
关键词离子液体;应用;绿色化学1 前言随着科技发展和环保意识的增强,清洁、低耗、高效的化学化工反应是发展的必然趋势。
由于绝大多数化学反应需要在溶剂中进行, 而有机溶剂的用量大、挥发性强是造成化学化工污染的主要原因之一。
寻找对环境友好、有利于反应控制的介质和溶剂是目前化学化工需要解决的迫切问题之一。
室温离子液体适应这种需要,正在快速发展,被认为是继超临界CO2之后的“新一代绿色溶剂” 。
离子液体结合了均相催化剂和异相催化剂的各种优异性能,是绿色化学中最具前景的反应介质和理想的催化体系[1-2]。
离子液体在有机化学反应中的应用极其广泛,并显示出反应速率快、转化率高、选择性高、催化体系可重复使用等优点。
离子液体具有良好的溶解性能,能溶解无机物、金属有机物和高分子聚合物。
它还具有不挥发性、不易燃、易爆性和较好的热稳定性等优点[3-4 ]。
另外,根据反应和后处理需要,设计调整离子液体阴阳离子结构(种类)使反应在均相进行,后处理分层非均相操作。
离子液体还可以改变反应机理,诱导出现新的催化活性,提高反应的转化率和选择性[5-7]。
离子液体在化学中的应用日新月异,涌现出了大量的研究成果。
近年来离子液体作为反应介质、催化剂或促进剂在有机合成、电化学、催化和萃取分离中得到了广泛的应用。
2 离子液体2.1 离子液体的概念离子液体, 又称室温离子液体或室温熔融盐, 即在室温或近于室温情况下由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系[8]。
早在1914年W alden 就发现了第一个离子液体硝酸乙基胺([EtNH 3 ][NO3] 。
离子液体在皮革中的应用APPLICATION OF IONIC LIQUIDS IN LEATHER摘要论文主要研究了纤维(废纸和废弃烟蒂)和皮革在溴代1-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Br)中性离子液体中的均相溶解以及溶解后再生产物的力学性能。
首先采用常规法(即传统水浴加热法)和微波法合成溴化1-甲基-3-乙基咪唑离子液体([Emim]Br),通过单因素实验和正交实验优化其合成条件,并用红外光谱验证其结构。
其次,分别考察了[Emim]Br对废纸、废弃烟蒂中的醋酸纤维和皮革的溶解性能,实验结果表明:[Emim]Br对这三种物质均具有溶解性能,其中废弃烟蒂中醋酸纤维素的溶解百分率最高,140℃条件下溶解20min,溶解率可达22.00%;废纸和离子液体比例为1:6,130℃条件下溶解10min,溶解率可达12.50%;皮革110℃条件下溶解10min,用冷水冲洗残渣后溶解率可达21.00%。
通过对再生物质的红外光谱表征可知:离子液体对废纸、废弃烟蒂中的醋酸纤维素和皮革的溶解均属于直接溶解。
考察离子液体中纤维(废纸和废弃烟蒂)和皮革的均相溶解,以离子液体为媒介进行皮革和纤维的均相混合铺膜。
通过拉伸试验对均相混合物薄膜的力学性能进行测定,结果显示:当原料比均为1:1时复合材料的力学性能最好。
离子液体回收前后的红外光谱图一致,回收后的离子液体仍然保持其原有的基团结构,并且至少可以循环使用5次。
关键词:离子液体;皮革;废纸;醋酸纤维;均相溶解;复合材料前言1 引言化学科学的研究成果和化学知识的应用,创造了无数的新产品进入每一个普通家庭的生活,使我们衣食住行各个方面都受益匪浅。
但是另一方面,随着化学品的大量生产和广泛应用,给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物。
20世纪80年代中后期人们对污染预防和清洁生产的认识逐步提高。
20世纪90年代初,化学家提出了“绿色化学”的概念[1],即如何从源头上减少、甚至清除污染的生产,通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术,从根本上降低、以至消除污染的产生;通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术,从根本上降低、以至消除副产品和废弃物的生成,从而达到保护环境和改善环境的目的。
离子液体的前沿、进展及应用一、本文概述离子液体,作为一种新兴的绿色溶剂和功能性材料,近年来在化学、物理、材料科学和工程等领域引起了广泛的关注。
其独特的物理化学性质,如低蒸汽压、高离子导电性、良好的热稳定性以及可调的设计性等,使得离子液体在众多领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨离子液体的前沿研究动态、最新进展以及实际应用情况。
我们将首先介绍离子液体的基本性质、分类和合成方法,然后重点综述离子液体在电化学、催化、分离提纯、材料制备和绿色化学等领域的最新应用和研究进展。
我们将对离子液体的未来发展进行展望,以期推动离子液体领域的研究和应用取得更大的突破。
二、离子液体的前沿研究离子液体作为一种独特的溶剂和介质,近年来在科研和工业领域的应用逐渐扩大,其前沿研究也日趋活跃。
目前,离子液体的前沿研究主要集中在以下几个方面:新型离子液体的设计与合成:科研人员不断探索新的离子液体设计和合成方法,以寻找性能更优越、稳定性更高的离子液体。
新型离子液体的研究不仅关注其离子结构、溶解性能等基础性质,还注重其在实际应用中的性能表现。
离子液体在能源领域的应用:离子液体在能源领域的应用前景广阔,特别是在太阳能、风能、地热能等可再生能源的转换和存储方面。
离子液体可以作为高效的电解质,用于电池、燃料电池等能源转换装置中,提高能源利用效率。
离子液体在催化反应中的应用:离子液体作为一种新型的反应介质,具有优异的溶解能力和稳定性,被广泛应用于催化反应中。
科研人员不断探索离子液体在催化反应中的作用机制,以提高催化反应的效率和选择性。
离子液体在材料科学中的应用:离子液体在材料科学领域的应用也逐渐受到关注。
离子液体可以作为合成纳米材料、高分子材料等的新型溶剂和反应介质,通过调控离子液体的性质和反应条件,可以制备出具有特殊性能和功能的新型材料。
离子液体的前沿研究涵盖了多个领域和方向,这些研究不仅推动了离子液体理论的发展,也为离子液体的实际应用提供了有力支持。
河南科技学院新科学院有机合成化学课程论文离子液体在催化过程中的应用院系:新科学院化学工程系专业:化学工程与工艺班级:化工143班学号: ***********名:***2017年5月19日1摘要离子液体具有很多独特的物理、化学性质,正引起人们越来越多的重视,被认为是可以取代传统有机溶剂对环境友好的新型绿色溶剂,在很多领域中有着诱人的应用前景。
【关键词】:离子液体催化剂合成应用引言本文归纳了离子液体的优越性质,介绍了离子液体的分类和制备方法,综述了其作为催化剂在各种化学反应中的应用,并展望了离子液体在该领域中的应用前景。
并指出了该研究领域目前存在的问题及发展趋势1 离子液体1.1 离子液体的定义离子液体(Ionic liquids)是完全由离子组成的在低温下呈液态的盐,也称为低温熔融盐,它一般由较大的有机阳离子和较小的无机阴离子所组成。
离子液体与传统的熔融盐的显著区别是它的熔点较低,一般低于150℃,而传统的熔融盐具有高熔点、高薪度和高的腐蚀性。
根据离子液体的这一性质,可以用它代替传统的有机溶剂和电解质作为化学反应与电化学体系的介质等。
离子液体的产生可追溯到1914年,当Walden无意间将乙胺与浓硝酸混合时发现所形成的盐-硝酸乙基胺在室温下为液体,这就是第一个离子液体。
1.2 离子液体的分类离子液体的分类比较多,按照阳离子可以分为四类:(1)1,3-二烷基取代的咪唑离子或称N,N'-二烷基取代的咪唑离子,简记为[RR'im]+,例如1-丁基-3-甲基咪唑离子记为[Bmim]+,若2位上还有取代基R'',则简记为[RR''R'im]+,如1,2-二甲基-3-丙基咪唑离子记为[MM'M''im]+;(2)N-烷基取代的吡啶离子,简记为[RPy]十;(3)烷基季铵离子[NRXH4-x]+,例如[Bu3NMe]+;(4)烷基季磷离子[PRxH4-x]+,例如[Ph3POc]+。
醋酸二乙胺离子液体溶液体系的电导率的测定和关联摘要采用一步酸碱中和法合成了醋酸二乙胺离子液体(ILS)。
298.15K时,测定离子液体和DMSO、丙酮以及水组成的二元溶液在全浓度范围的电导率和粘度,并采用Casteel—Amis经验公式关联了电导率随浓度变化的关系,结果表明:在溶液粘度比较小时,电导率随离子液体浓度的增加而增大;在溶液粘度比较大时,电导率随离子液体浓度的增加而减小;同浓度下,介电常数比较大的溶剂对离子液体电导率的影响比较大。
关键词:醋酸二乙胺;离子液体;电导率;粘度The determination and correlation of electrical conductivity of Diethylamineammonium acetat ionic liquid Diethylamineammonium acetat ionic liquid was synthesized with Diethylamine and acetic acid glacical. The viscosity (η) and electric conductivity(κ) of Diethylamineammonium acetat in DMSO、acetone and water over the entire composition range were determined respectively at 298.15 K.In addition, the electric conductivities κ have been correlated according to the empirical Casteel—Amis equation.The results showed that the conductivity of ILs initially increased and then decreased because of the effect of viscosity as the concentration of ILs increased. Moreover, solvents with higher dielectric constant could easily enhance the electric conductivity properties of ILs.Key words Diethylamineammonium acetat; ionic liquid; conductivity; viscosity引言:离子液体(ionic liquid)是在室温附近(≦100℃)成液态的由特定阳离子和阴离子构成的盐,又称室温熔融盐。
研究离子液体在催化反应中的催化机理近年来,离子液体作为一种新型的溶剂和催化剂在催化领域引起了广泛的关注。
本文将探讨离子液体在催化反应中的催化机理,以期为进一步研究和应用提供参考。
1. 离子液体的基本性质离子液体是一种由离子对组成的液体,常见的阳离子包括氨基、磷酸盐、亚磷酸盐等,阴离子常见的有氟硼酸盐、六氟磷酸盐等。
离子液体具有很低的蒸汽压、高的热稳定性、广泛的溶解性以及可调控性等优势。
2. 离子液体在催化反应中的应用离子液体在催化反应中作为催化剂具有许多独特的优势。
首先,由于其强大的溶解能力,离子液体可以作为高降解性的底物和反应物的溶剂,提高反应速率。
其次,离子液体具有较高的催化活性和选择性,可以有效控制反应路径和产物选择。
最后,离子液体作为无机盐,具有良好的催化循环利用性,能够重复使用。
3. 离子液体在催化反应中的催化机理离子液体在催化反应中的催化机理主要包括以下几个方面:3.1 离子液体中的阳离子参与反应在离子液体中,阳离子可以作为催化剂参与反应,并与反应物发生相互作用。
例如,离子液体中的氯化铵阳离子,可以与有机底物中的氨基发生氢键作用,促进氨基化反应的进行。
3.2 离子液体中的阴离子参与反应离子液体中的阴离子也可以作为催化剂参与反应。
阴离子可以与反应物发生相互作用,并调控反应的活化能。
例如,离子液体中的氟硼酸盐阴离子,可以与芳香胺发生酸碱反应,促进亲核取代反应的进行。
3.3 离子液体中的离子对效应离子液体中的离子对效应也是催化机理的重要方面。
离子液体中的正负离子对具有特殊的相互作用,可以形成稳定的离子对结构。
这种离子对结构可以提供高度的活化能,促进反应的进行。
例如,离子液体中的十八烷基氯铵正负离子对,可以促进亲核取代反应的发生。
4. 离子液体在催化反应中的应用案例离子液体在催化反应中已经取得了一些令人瞩目的成果。
例如,离子液体催化剂催化的糖转化反应可以高效地将木质纤维素转化为糖类产品。
此外,离子液体催化剂还可以应用于有机合成反应、电化学催化反应等领域。
题目:离子液体
学院:化学与材料工程学院
专业:无机功能材料
班级:无机121
学号:1510612130
姓名:张鹏程
时间:2014.4.13
摘要:
离子液体是近10年来在绿色化学的框架下发展起来的全新功能材料,具有不挥发、不可燃、液态范围宽、热稳定性好、溶解性好、物化性质可调等优点,已被作为催化剂、反应介质成功地应用于有机合成、电化学、分离提取及材料科学等领域。
研究开发新型离子液体并扩展其应用范围,具有重要意义。
近年来其应用领域不断扩大并迅猛发展,目前已从化学制备扩展到材料科学、环境科学、工程技术、分析测试等诸多领域,并迅速在各领域形成研究热点。
一:离子液体简介
1.离子液体的定义
离子液体是指全部由离子组成的液体,如高温下的KCI, KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。
在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体、室温熔融盐(室温离子液体常伴有氢键的存在,定义为室温熔融盐有点勉强)、有机离子液体等,目前尚无统一的名称,但倾向于简称离子液体。
2.离子液体的发展历史
离子液体的历史可以追溯到1914年,当时Walden报道了(EtNH2)+ HNO3-的合成(熔点12℃) 。
这种物质由浓硝酸和乙胺反应制得,但是,由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸,它的发现在当时并没有引起人们的兴趣,这是最早的离子液体。
1951年F.H.Hurley和T.P. Wiler首次合成了在环境温度下是液体状态的离子液体。
他们选择的阳离子是N-乙基吡啶,合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物(氯化铝和溴化乙基吡啶摩尔比为1:2) 。
但这种离子液体的液体温度范围还是相对比较狭窄的,而且,氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢,对皮肤有刺激作用。
直到1976年,美国Colorado州立大学的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作电解液,进行有机电化学研究时,发现这种室温离子液体是很好的电解液,能和有机物混溶,不含质子,电化学窗口较宽。
1992年Wilkes以1-甲基-3-乙基咪唑为阳离子合成出氯化1-甲基-3-乙基咪唑,在摩尔分数为50%的AICl3存在下,其熔点达到了8℃。
在这以后,离子液体的应用研究才真正得到广泛的开展。
3.离子液体的分类
正离子:烷基季铵离子、烷基季瞵离子、1, 3 -二烷基取代的咪唑离子、N - 烷基取代的吡啶离子;
负离子的不同可将离子液体分为两大类:一类是卤化盐。
其制备方法是将固体的卤化盐与AlCl3混合即可得液态的离子液体,但因放热量大,通常可交替将2种固体一点一点地加入已制好的同种离子液体中以利于散热。
此类离子液体被研究得较早,对以其为溶剂的化学反应研究也较多。
此类离子液体具有离子液体的许多优点,其缺点是对水极其敏感,要完全在真空或惰性气氛下进行处理和应用,质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中进行的化学反应有决定性的影响。
另一类离子液体,也被称为新离子液体,是在1992年发现BF4的熔点为
12 ℃以来发展起来的。
这类离子液体不同于AlCl3离子液体,其组成是固定
的,而且其中许多品种对水、对空气稳定,因此近几年取得惊人进展。
其正离子多为烷基取代的咪唑离子 + ,如 + ,负离子多用BF4- 、PF6- ,也有CF3 SO3- 、(CF3 SO2 ) 2N- 、C3 F7 COO- 、C4 F9 SO3、CF3 COO- 、(CF3 SO2 ) 3 C- 、(C2 F5 SO2 ) 3 C- 、(C2 F5 SO2 ) 2N- 、SbF6- 、AsF6、为负离子的离子液体要注意防止爆炸(特别是干燥时)。
二:离子液体研究现状与前景
我国对离子液体的研究起步相对晚,2003年,在邓友全教授的带领下,中科院兰州物理研究所成功地使用离子液体作为催化体系,用二氧化碳取代剧毒的光气和一氧化碳等应用于异氰氰酸酯中间体的合成,2005年,我国中科院过程工程研究所自主开发成功了离子液体规模化制备清洁技术,解决了小规模制备原料成本高、合成过程复杂、溶剂和原料循环利用差、污染严重、转化率低等问题。
从理论上讲离子液体可能有1万亿种,化学家和生产企业可以从中选择适合自己工作需要的离子液体。
对离子液体的合成与应用研究主要集中在如何提高离子液体的稳定性,降低离子液体的生产成本,解决离子液体中高沸点有机物的分离以及开发既能用作催化反应溶剂,又能用作催化剂的离子液体新体系等领域。
随着人们对离子液体认识的不断深入,相信离子液体绿色溶剂的大规模工业应用指日可待,并给人类带来一个面貌全新的绿色化学高科技产业。
三:离子液体的应用
离子液体的一系列优良的性质使其在诸多领域得到广泛应用。
高的热稳定性、宽的液态温度范围、可调的酸碱性、极性、配位能力及对有机物、无机物、聚合物、气体等的溶解性使离子液体成为催化反应和有机合成的优良反应介质和催化剂;宽的电化学稳定窗口和高的离子导电性,使离子液体成为电化学应用中性质优良的电解质和电化学合成的介质;可调的极性和溶解性使离子液体在金属分离、蛋白质提纯、气体吸附领域也显示出独特的优势;较低的界面能、界面张力以及良好的溶解性,使离子液体在纳米材料合成领域也得到广泛的应用。
1.有机合成和催化领域的应用
离子液体具有很宽的稳定液态范围、不易挥发、可调的酸碱性、极性和配位能力以及对无机和有机物很好的溶解性,使离子液体在催化和有机合成领域逐渐取代传统使用的有毒和易挥发的有机溶剂。
离子液体作为一种高效清洁和循环使用的溶剂和催化剂在有机反应中的应用己经成为有机合成和催化领域研究的热点,并且在多种类型的有机反应中都取得了极好的效果。
烯烃的环氧化和二醇化,醇、芳香烃、烷烃的氧化及酮氧化合成酷的反应都在离子液体体系中取得了很好的效果。
离子液体中进行过渡金属催化氢化的反应已经成功地应用到拨基化合物、烯烃的加氢还原反应。
在离子液体
中进行的Friedel Crafts烷基化反应、酰基化反应、Diels Alder反应、Huck反应、偶联反应、Knoevenagel反应、Michael反应等也都取得了比在传统溶剂中更好的效果[10 11]。
如BmimPF6离子液体中进行的钌催化氢化反应,选择性可达到85%。
2.电化学应用
离子液体由于具有较高的导电率、较宽的稳定电化学窗口、极低的蒸气压,同时对水溶液和有机电解质体系难溶的有机或无机化合物有很好的溶解性,因此作为电解质和溶剂在电化学领域得到广泛的应用。
目前有大量关于离子液体在电化学沉积、电化学合成、燃料电池和电化学器件中应用的研究报道。
3.材料化学的应用
离子液体在材料合成中的应用在近几年也得到了迅速的发展。
其优势主要体现在以下几个方面:离子液体的蒸气压非常低,因此作为反应的介质,可使反应在常压下进行;离子液体对许多有机物、无机物甚至高聚物都有较好的溶解性,为纳米材料的合成提供良好的反应介质;离子液体的界面张力小,物质在离子液体中的成核速度非常快,因而可以得到极细小的物质颗粒;离子液体的界面能小以及容易形成氢键的性质,可以形成一定的有序结构,为材料的有序性提供模板作用;离子液体优良的电化学性质和吸收微波的能力,使其在电化学沉积金属纳米材料和利用微波技术合成纳米材料方面表现出极大的优势。
4.气体吸附的应用
由于离子液体的非挥发性和对气体特别是CO2的良好溶解性,使离子液体在CO2吸附方面的应用受到越来越多的关注。
自从1999年Nature中首次报道了CO2可以溶解于离子液体中,随后有大量工作致力于研究离子液体对CO2的吸附能力。
这些工作集中在咪哇类、毗睫类和季嶙类离子液体在不同的温度和压力下对CO2的吸附能力和机理研究。
这些离子液体包括以[PF6]-、[Tf2N]-、[TfO]-、[DCA]-、[BF4]、[NO3]-、[Me]-为阴离子,以1,3 二烷基咪唑、1,2,3 三取代咪唑、氟代烷基咪唑、磺酸基咪唑、烷基吡啶和季磷为阳离子的离子液体。
结果显示,这些离子液体在常温常压下对CO2的吸附能力为0 02molCO2/IL左右。
同时随压强增大,离子液体对CO2的吸附能力增大,而温度的改变对此影响较小。
不同阴离子的咪哇类离子液体吸附
能力变化的顺序为:[Me]->[Tf2N]->[TfO]->[PF6]->[BF4]->[DCA]->[NO3]-,而阳离子的改变如改变咪唑环上的取代基或在2位上引入烷基对吸附能力的影响都很小。
5.分离纯化方面的应用
由于离子液体是离子态的物质、挥发性很低、不易燃、对热稳定,这就保证了它对环境没有以往挥发性有机溶剂所无法避免的污染。
正因为如此,它被称为是一种绿色溶剂,可以被用来替代原有的有机溶剂作为反应和分离介质来开发清洁工艺。
由于环境的压力在逐渐加大,对室温离子液体的研究开发也逐渐得到更多的重视。
四:结语
离子液体优异与独特的特性使其应用日益渗透到各个领域,具有广阔的前途,蕴涵着巨大的开发前景。
但实现工业化的过程仍屈指可数。
一个潜在的问题是很多从事反应和反应工程研究的科学家对离子液体还不熟悉,在这方面,离子液体研究者与反应研究方面的专家相结合是必不可少的。
其次,深入揭示离子液体特异性质的物理化学本质,也是今后离子液体研究中需要解决的问题。