理论教育 离子液体发展历程及其结构与物性

离子液体发展历程及其结构与物性

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:但是这类离子液体的缺点是遇水不稳定,会生成腐蚀性的氯化氢,对水和空气的敏感和较差的热稳定性限制了它们的发展。基于该类离子液体较好的稳定性,第二代离子液体引起了很多研究人员的关注和研究兴趣,到目前为止,关于这类离子液体的研究仍然很活跃,获得的研究成果也最为丰富。与之相类似的功能化离子液体被归到“第三代离子液体”范畴。随着技术的进步和发展,人们将离子液体和超临界CO2相结合,扩展了离子液体技术的发展空间。

离子液体发展历程及其结构与物性

离子液体的出现可追溯至1914年,Walden合成出硝酸乙基铵[EtNH3][NO3],熔点为12℃。[EtNH3][NO3]的结构和性质非常不稳定,将其暴露在空气中非常容易发生爆炸,由于没有发现其合适的用途,当时并没有引起人们的关注,阻碍了相关研究工作的开展。直至1948年,美国的Hurley等报道了第一个氯铝酸盐型离子液体AlCl3-Ethylpyridium Bromide([EPy]Br)。在此基础上,进一步扩充了氯铝酸盐离子液体体系,包括各种基团修饰,如N-烷基吡啶,1,3-二烷基咪唑等,发现此类离子液体系可应用于电化学、有机合成以及催化等领域,并取得了良好的效果。但是这类离子液体的缺点是遇水不稳定,会生成腐蚀性的氯化氢,对水和空气的敏感和较差的热稳定性限制了它们的发展。1992年,Wilkes等合成了首个能在水和空气中保持稳定的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C2mim][BF4]),其具有低熔点、抗水解、热稳定性好等特点,可以在潮湿环境或空气中保持稳定。随后阴离子为[PF6]、[NO3]等的离子液体也相继合成,如[C2mim][PF6]、[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]等。这些离子液体都被称为“第二代离子液体”。基于该类离子液体较好的稳定性,第二代离子液体引起了很多研究人员的关注和研究兴趣,到目前为止,关于这类离子液体的研究仍然很活跃,获得的研究成果也最为丰富。这类离子液体在空气稳定性和热稳定性方面有了很大的提高。

此后,在全世界范围内掀起了研究离子液体的热潮,其种类和数量急剧增加,越来越多相似性质的离子液体被成功合成,并在有机合成、电化学、材料和分离领域得到了广泛应用。Davis(1998)成功合成了阳离子结构中含有特殊官能团的低温离子液体,该离子液体因结构中含有特定的官能团而具有了特殊的功能,因此被称为功能化离子液体。与之相类似的功能化离子液体被归到“第三代离子液体”范畴。随着技术的进步和发展,人们将离子液体和超临界CO2相结合,扩展了离子液体技术的发展空间。进入21世纪,“任务特定”(taskspecific)或“功能型”(functionalized)离子液体的开发和研究成为离子液体研究的新方向。(www.daowen.com)

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