水、空气稳定型离子液体应用研究进展.docx

    水、空气稳定型离子液体应用研究进展    冯鹏棉（河北联合大学公共卫生学院，河北 唐山 063000）　　【摘 要】近年来新发现的对水、空气稳定的离子液体，因其具有AlCl3型离子液体无法比拟的优点而引起了人们广泛的重视本文综述了ZnCl2/[emim]Cl，[emim]BF4，[bmim]BF4，[bmim]PF6，[BMP]Tf2N，[bmim]Tf2N等新型离子液体的应用进展情况　　【Keys】离子液体；电沉积；纳米粒子　　一、前言　　离子液体是指纯粹由阴阳离子组成的液体，其本身几乎无蒸汽压，具有很高的热力学和化学稳定性，无可燃性、无着火点、离子电导率高、电化学窗口大和可循环使用等优点　　AlCl3型离子液体因具有极易吸收空气中的水分且必须在惰性气氛下制备和使用的特点，而延误了它的研究进程1992年，wilkes等人发现了对水、空气稳定且组成固定的离子液体[emim]BF4不同于AlCl3型离子液体，这类离子液体不必在惰性气氛下就可以安全制备和使用因此，对一些由憎水性阴离子，如[CF3SO3-]，[(CF3SO2)2N-]，[(CF3SO2)3C-]组成的离子液体研究迅猛发展。

　　二、在水、空气中稳定的离子液体中的电合成　　1．金属和合金的电沉积Katayama等在[emim]BF4中对Ag的电沉积行为作了深入研究后发现：[emim]BF4要优于AlCl3系统因为在[emim]BF4中Ag的沉积完全，不会引起Al的共沉积在[bmim]BF4和[bmim]PF6中电沉积Ag也有报道此外，也有人在[emim]BF4和[emim]Cl中电沉积Cd、Cu、Sb在Lewis酸性离子液体ZnCl2/[emim]Cl中，电沉积Zn和Zn合金已有报道Huang和Sun报道在Lewis酸性离子液体ZnCl2/[emim]Cl中，电沉积得到Pt-Zn合金，Fe和Fe-Sn合金，Sn和Sn-Zn合金　　2．在纳米范围内的电沉积因离子液体较水溶液的电化学窗口宽，所以在离子液体中可以电沉积一些在水溶液中无法得到的Al、Ge、Si和Ta等元素尤其是在纳米技术迅速发展的领域中，纳米结构的半导体将起重要作用，离子液体中，纳米范围的电沉积也正在发生着巨大变化　　（1）锗在水溶液中很难得到锗，因为在电沉积过程中有氢化物的出现离子液体的出现为电化学方法得到纳米锗提供了可能Endres等在离子液体中进行了锗的电沉积研究，通过改变实验参数不但能够得到锗层而且也能得到锗纳米束。

2）硅硅是重要的半导体之一，在有机溶剂中电沉积也可以得到硅，但很难避免水扩散的影响Abedin等将SiCl4充分溶解在[BMP]Tf2N中形成饱和溶液，硅能够在纳米范围内得到很好的沉积，从而得到纳米结构的硅钽性质独特，从电子器件到机械设备都应用广泛Abedin等在[BMP]Tf2N中首次进行了Ta的电沉积室温下，以Au(III)为工作电极，以0.5mol/L TaF5的[BMP]Tf2N为电解液，电极表面有黑色的沉积物形成，经XRD验证沉积物为纳米结构的Ta　　三、在胶态纳米粒子合成中的应用　　近年来，在离子液体中合成稳定晶型金属纳米粒子的研究有很多报道，各种化学反应也把这种纳米粒子用作重要的催化剂在干燥的[bmim]PF6中，Fonseca等合成了稳定的铱和钌纳米粒子；Zhou和Autoniett报道了在80℃的干燥的[bmim]BF4中合成了TiO2纳米粒子，这种纳米粒子有望用于太阳能转化系统和光电子设备　　四、在碳纳米管中的应用　　碳纳米管电极因具有传导性高、表面积大，能够促进催化反应进程等特点而受到广泛关注在离子液体的电化学应用上，已证明离子液体作电解液的CNT电极是可行的CNT电极在离子液体中有良好的电化学行为，由于离子液体电化学窗口宽，且不挥发，这意味着可以用新的方法设计电容器、电池。

一些离子液体可以和CNT产生强烈作用形成离子胶体Vsui等把CNT分散在[emim]Tf2N中制得离子纳米凝胶电极，并将其装配成染料敏化太阳能电池(DSCS)研究发现：用此方法制备的DSCS其能量转化效率大有提高　　五、结语　　随着无污染清洁技术日益受到全世界工业和学术界的关注，室温离子液体因具有其他液体无法比拟的性质而得到广泛关注尤其是对水、空气稳定的离子液体，给大部分传统化工反应提供了新的改造空间，使其在当今绿色化学进程中显示了巨大潜力和应用前景可以预料：对水、空气稳定的离子液体将会占领绿色化学的各个研究领域，促进离子液体早日实现工业化Reference[1]J．S．Wilkes and M．J．Zaworotko．Chem．Soc．Chem．Commun．1992：965[2]P．Bonh?te，A．Dias，N．P[来自wwW.lW5u.coM]apageorgiou，K．Kalyanasundaram and M．Gr?tzel，Inorg，Chem．1996(35)：1168[3]J．Fuller and R．T．Carlin，in Molten Salts，ed，P．C．Trulove，H．C．De Long，G．R．Stafford and S．Deki，PV 98～11．The Electrochemical Society Proceedings Series.Pennington．NJ．1998(227)[4]D．R．MacFarlane，P．Meakin，J.Sun，N．Amini and M．Forsyth，J．Phys．[来自www.lW5u.Com]Chem．B，1999(103)：4164  -全文完-。