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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,离子液体,ionic liquids,离子液体ionic liquids,离子液体,离子液体简介,离子液体的特性,离子液体的物理化学性质,离子液体的毒性,离子液体的应用,离子液体的选择,离子液体的举例说明,离子液体展望,参考文献,离子液体离子液体简介,离子液体简介,离子液体是由正负离子组成、在室温下呈液态的有机盐离子液体因具有不易挥发、导电性强、黏度大、蒸气压小、性质稳定、可设计性、对许多物质有良好的溶解性及无污染等优点被称之为“,绿色溶剂,”,离子液体简介离子液体是由正负离子组成、在室温下呈液态的有机盐,离子液体的阳离子,离子液体的阳离子,离子液体的阴离子,按照组成离子液体的阴离子不同可将离子液体分为两类,:,卤化盐类和非卤化盐类,1.,卤化盐类,离子液体研究得较早,将固体的卤化盐与,AICI3,混合即可得液态的离子液体卤化盐类离子液体具有离子液体的许多优点,但对水极其敏感,需要在完全真空或惰性的气氛下进行处理2.,非卤化盐类,离子液体组成固定,而且大部分对水和空气稳定该类阴离子主要包括,:BF,4,-,、,PF,6,-,、,CF,3,COO,-,、,C,3,F,7,COO,-,、,CF,3,S0,3,-,、,C,4,F,9,SO,3,-,、,(C,4,F,9,SO,2,)N,-,、,(C,2,F,5,SO,2,)N,-,、,SbF,6,-,、,AsF,6,-,、,CB,11,H,12,-,、,MeSO,4,-,、,C,8,H,17,SO,4,-,等,离子液体的阴离子按照组成离子液体的阴离子不同可将离子液体分为,1996,年,BonhoteP.,和,DiasA.,采用固定阴离子，即改变咪唑分子上不同的取代基的方法，系统的合成了一系列离子液体，制得,35,个咪唑离子液体，详细介绍了许多合成方法及各种性质如熔点、与水的溶解性、粘度、电导率、密度、折射率及随,t,变化的测定。

并得出以下三点结论；（,1,）非对称的阳离子比对称性的阳离子形成的离子液体有较低的熔点；（,2,）阴阳离子之间如果形成氢键，熔点升高，粘度增大；（,3,）阳离子带长链取代基的离子液体与有机溶剂的互溶性增加文献,BonhoteP,DiasA,PapageorgiouN,etal.Hydrophobic,highly conductive ambient temperature molten salts J.InorgChem,1996,35:1168.,1996年BonhoteP.和DiasA.采用固定阴离子，即,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,300C),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2),离子液体中的正负离子可以由有机离子和无机离子共同组成具有,很好的溶解性,，同时,由于它们大多为非质子溶剂,可以大大减少溶剂化,溶解在其中的化合物可以有很高的反应活性离子液体的特性1)没有显著的蒸气压,离子液体的特性,3),由于完全由离子组成,因此离子液体通常都具有,良好的导电性,。

4),组成离子液体的有机离子可以调整和修饰，在理论上可以组合出离子液体的种类数量巨大,根据不同的用途和场合,对溶剂的不同要求,可以有,更大的选择空间,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,),离子液体的特性3)由于完全由离子组成,因此离子液体通常都具有,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除了一些吡咯盐和胍盐密度在,0.9,0.97 g/cm,3,范围内,所有咪唑离子液体的密度都大于,1 g/cm,3,其他大部分离子液体的密度都大致在,1.1,1.6 g/cm,3,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密度离子液体的密度主要由阴阳离子的类,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。

在大多数的应用中,离子液体可以与其他低黏度化合物混合使用的对温度改变和污染物的存在高度敏感的，,温度,的微小,升高,或者,少量杂质,的存在,都会导致离子液体的,黏度,明显,降低,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,离子液体的物理化学性质,表面张力,表面张力的本质是由于界面上分子或质点受力不均匀而产生的从总体上说,离子液体在空气中的表面张力数值比传统溶剂,(,如正己烷,1.8 Pacm),高,但低于水的表面张力,(7.3 Pacm),离子液体的,表面张力受结构的影响,较大,阴离子相同时,表面张力随阳离子尺寸增加而增大对于阳离子相同的离子液体,一般来说,在相同温度下,离子液体的表面张力随阴离子尺寸的增大而增大,离子液体的表面张力随碳原子数增加,表面张力减小离子液体的物理化学性质表面张力表面张力的本质是由于界面上分,离子液体的物理化学性质,酸性和配位能力,离子液体的酸性和配位能力主要由,阴离子的性质所决定,通过选择阴离子的类型可以得到多种介于强碱,/,强配位能力与强酸,/,非配位能力之间的介质,而有机合成中用到的多是中性的弱配位作用的阴离子,如,BF,4,-,和,PF,6,-,。

离子液体的物理化学性质酸性和配位能力离子液体的酸性和配位能,离子液体的物理化学性质,极性,极性性能直接影响到反应的难易程度,如以,1-,烷基,-3-,甲基咪唑为阳离子的离子液体,其极化能力仅相当于短链的醇类,并且随着烷基链长的增加而减弱,改变阴离子的种类对极化能力影响不大离子液体的物理化学性质极性极性性能直接影响到反应的难易程度,离子液体的毒性,离子液体因没有蒸气压,在使用过程中本身不会形成挥发性有机物而被称为“绿色产品”,但离子液体本身并非“绿色”产品,某些离子液体甚至是有毒的,从离子液体的制备、再生和处置过程看,:,目前用于制备离子液体的主要原料,(,烷基取代咪唑、烷基取代吡啶、烷基取代盐和烷基取代铵盐等,),大多是挥发性有机物,;,而离子液体的再生过程主要是采用具有挥发性的传统有机溶剂进行萃取的过程,;,某些离子液体本身是有毒且难以生物降解的因此,在离子液体大规模应用前需对其应用风险进行评价离子液体的毒性离子液体因没有蒸气压,在使用过程中本身不会形成,离子液体的应用,离子液体在,有机合成,中的应用，,如氧化还原反应,加成缩合反应,C,一,C,偶联反应,重排反应等离子液体在,催化反应,中的应用。

离子液体作为催化剂可以改变化学反应的机理,提高反应速率和选择性,增加产率,而且离子液体可以循环使用离子液体在,电化学,中的应用离子液体已在电池技术、电化学合成、电沉积和电抛光等领域得到了应用离子液体的应用离子液体在有机合成中的应用，,如氧化还原反应,离子液体的应用,4.,离子液体在色谱分析中的应用,离子液体在色谱分析领域的应用主要集中在气相色谱、高效液相色谱和毛细管电泳色谱上离子液体在,气相色谱,中主要用作,固定相,可以耐高温,而且稳定性和选择性都很高,特别是当分析非极性和中极性分子样品时,分离效果最好,近年来也开发出了手性离子液体固定相和新型离子液体改性固定相离子液体在,高效液相色谱,中既可以作,固定相,又可作,流动相的添加剂,离子液体作为固定相可以明显改善分离效果,缩短分离时间,提高色谱峰对称度,;,将离子液体添加进流动相,可以防止色谱峰拖尾,提高溶质样品的分离度离子液体的应用4.离子液体在色谱分析中的应用,离子液体的应用,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,;,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。

5.,离子液体已经应用在,原子光谱,分析的各个领域,:,金属离子经离子液体液,-,液萃取或富集后,通过火焰、石墨炉和蒸汽发生原子吸收光谱法进行测定,可以排除其它离子的干扰,灵敏度和重现性都很好,;,利用离子液体对化学蒸汽的增强效应,可将其应用于原子荧光光谱分析,使金属从其混合物中快速分离而不发生挥发性金属的损失,方便地应用于痕量金属分析离子液体的应用 离子液体在毛细管电泳中的应用较多:,离子液体的选择,1.,疏水性,室温条件下离子液体必须是非水溶性的如果溶解度过高,两相不能形成阴离子为,PF,6,-,，,(CF,3,SO,2,),2,N,-,的离子液体均为疏水性的,.,而阴离子为,Cl,-,、,BF,4,-,和,CF,3,SO,3,-,的离子液体却是全部或部分溶解于水2.,价廉易得,具有,(CF,3,SO,2,),2,N,-,基团的离子液体相对价格较贵,而阴离子为,PF,6,-,和,BF,4,-,的离子液体相对便宜离子液体的选择1.疏水性室温条件下离子液体必须是非水溶性的,离子液体的选择,3.,以光度法测定某种离子含量时,离子液体萃取分光光度法的,灵敏度,与同条件下水相光度法灵敏度相比会有较大提高。

光度法的灵敏度可用标准曲线斜率表示,则离子液体萃取分光光度法与水相光度法灵敏度之比即为两种方法标准曲线斜率之比,(EF),这一比值可反映出萃取光度法与水相光度法相比的优势,比值越大,说明应用的萃取方法灵敏度越高离子液体的选择3.以光度法测定某种离子含量时,离子液体萃取分,举例说明,离子液体萃取光度法测定汞的研究,实验方法,准确移取一定体积的样品于,4mL,离心管中,用微量可调移液器依次加入,3mol/L,硫酸,665L,双硫腙溶液,30L,加水稀释至,4.oomL,并摇匀,离子液体,BmimPF,6,200L,振荡萃取,10min,以,3000rpm,转速离心分离,4min,弃去上层清液,用移液器将下层离子液体相移入微量比色皿中,在,500nm,处以试剂空白为参比测定离子液体相中,Hg(ll),一,H,2,D,2,络合物吸光度以浓度,C(ng/mL),对吸光度,A,进行线性回归,回归方程为,A=0.oo28C+0.0176(r=0.9979),检出限为,0.3ng/mL,检出下限为,0.99ng/mL,举例说明离子液体萃取光度法测定汞的研究,离子液体萃取光度法测定铜的研究,实验方法,配制铜浓度分别为,0.724,、,3.571,、,6.429,、,14.29,、,42.56,、,71.43ng/mL,的标准溶液于离心管中,依次加入,lmLEDTA,一柠檬酸铵溶液、,lmLpH=8,的,NH,3,-NH,4,Cl,缓冲溶液、,500LDDTC,溶液于离心管中,加水稀释至,7.00mL,加入离子液体,BmimpF,6,225L,震荡萃取,10min,以,3000rpm,转速离心,4min,离心并弃去上清液,用移液器将离子液体相移入微量比色皿中,于分光光度计上,以试剂空白为参比,在波长为,436nm,处测定离子液体相中,Cu(ll)-DDTC,络合物的吸光度。

以浓度,C(ng/mL),对吸光度,A,进行线性回归,得回归方程为,A=0.0071C+0.0462(r=0.9901),检出限为,0.2ng/mL,检出限为,0.2ng/mL,离子液体萃取光度法测定铜的研究,本文所研究的,Hg(11)-H,2,D,z,-BmimlpF,6,和,。