离子液体优点

2023/1/13 16:33:39  作者:中华试剂网


一、离子液体无味、不燃,其蒸汽压极低,因此可用在高真空体系中,同时可减少因挥发而产生的环境污染问题;
二、离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能,可使反应在均相条件下进行,同时可减少设备体积;
 
三、可操作温度范围宽(-40~300℃),具有良好的热稳定性和化学稳定性,易与其它物质分离,可以循环利用;
 
四、表现出 Lewis、Franklin 酸的酸性,且酸强度可调。
 
上述优点对许多有机化学反应,如聚合反应、烷基化反应、酰基化反应,离子溶液都是良好的溶剂。
 
产品简介
 
不挥发、不可燃、导电性强、 室温下离子液体的粘度很大(通常比传统的有机溶剂高1~3个数量级,离子液体内部的范德华力与氢键的相互作用决定其粘度。)、热容大、蒸汽压小、性质稳定,对许多无机盐和有机物有良好的溶解性,在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛的应用。
 
在与传统有机溶剂和电解质相比时,离子液体具有一系列突出的优点:(1)液态范围宽,从低于或接近室温到300摄氏度以上,有高的热稳定性和化学稳定性;(2)蒸汽压非常小,不挥发,在使用、储藏中不会蒸发散失,可以循环使用,消除了挥发性有机化合物(VOCs,即volatile organic compounds)环境污染问题,(3)电导率高,电化学窗口大,可作为许多物质电化学研究的电解液;(4)通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性,并且其酸度可调至超酸。(5)具有较大的极性可调控性,粘度低,密度大,可以形成二相或多相体系,适合作分离溶剂或构成反应—分离耦合新体系;(6)对大量无机和有机物质都表现出良好的溶解能力,且具有溶剂和催化剂的双重功能,可以作为许多化学反应溶剂或催化活性载体。由于离子液体的这些特殊性质和表现,它被认为与超临界CO2,和双水相一起构成三大绿色溶剂,具有广阔的应用前景。
 
研究成果
 
1914年合成出现最早的室温离子液体硝酸乙基铵,直到1992年,Wikes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体后,离子液体的研究开始才得以迅速发展,随后开发了多系列的离子液体。这些离子液体主要是通过将一定的二烷基咪唑阳离子(EMIM+、BMIM+)和一些阴离子(如:BF4-、PF6-)组合得到的,其物理性质和电化学性质类似于AlCl3体系室温离子液体,却不像氯化铝体系那样对水和空气敏感,因此而被广泛地开发和应用。1996年Bonhote P.和Dias A.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。
 
我国现状
 
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,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。2010年,成都华西化工研究所将离子液技术应用于工业烟气治理,其自主开发的离子液循环法脱除和回收烟气中二氧化硫装置充分发挥了离子液的优点,脱硫率超过99.5%,而且成本低,无二次污染,为全球首套实现产业应用的基于离子液理论的烟气治理工业装置。
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