【正文】 ，苯甲酸，氯苯等 )，并且取得了很好的分離效果。 Fadeev 等報道使用 [Bmim][PF6]和[Omim][PF6]作為丁醇的萃取劑時，分配系數(shù)可分別達到 和 。當溫度和壓強 一 定時，在苯及其衍 生物體系中，利用 CO2從 [bmim]PF6中萃取有機物的萃取率可高達 95%。 [bmim]PF6在這方面比較有代表性。 離子液體的應用 萃取分離 中的應用 開發(fā)高效 的 且環(huán)境友好的萃取分離技術對混合物的分離和產品的提純都具有重要意義。 Lawwatson 測定了在 336K 時，系列 [Cnmim][x](n=4， 8，12； x=PF6— ， BF4— ， cl— ， Br— 溶液的表面張力，結果顯示在 一 定溫度下，所研究的ILs 之間的表面性質有很大差異，如 336K[C4mim][PF6]的表面張力為 45 達因 /厘米，而 [C12mim][PF6]的表面張力僅為 24 達因 /厘米，同時發(fā)現(xiàn)各種 ILs 的表面張力隨溫度的升高都呈線性降低趨勢，該小組還探討了陽離子上 1 位烷基取代基鏈長 (n)以及陰離子的體積對 ILs 表面過剩的自由能和表面熵的影響，如表 所示。ILs 的表面張力主要受其獨特的內部結構影響 ： 通常 ILs 的陽離子相同時，其表面張力會隨陰離子體 積的增 而增大 ； ILs 的陰離子相同時，其表面張力會隨陽離子烷基取代基鏈長的增加而減小。 離子液體的表面張力 ILs 的表面張力是反映其界面性質的重要參數(shù)。決定 ILs 導電的因素主要有 ： 密度、分子量、粘度和離子大小。 表 含 [bmim]+陽 離子的不同離子液體的粘度 Table Viscosity of different ionic liquid contaiming [bmim]+ cation 離子液體 粘度 103pa*s [bmim][CF3SO3] 90 [bmim][C4F9SO3] 373 [bmim][CF3COO] 73 [bmim][C3F7COO] 182 [bmim][CF3SO2)2N’] 52 一種表面活性離子液體的合成 7 離子液體的電化學性能 ILs 具有良好的電化學穩(wěn)定性和較寬的電化學窗口，優(yōu)良的導電性能，是較好的熱和傳能介質。由表可知從 [CF3SO3]— 到 [C4F9SO3]— 、從 [CF3COO]— 到[C3F7COO]— ILs 的粘度明顯增加，這是因為含 [C4FgsO3]— 和 [C3F7COO]— 的 ILs 中較強的范德華力導致 ILs 較大的粘度。 Kimizuka[17]等報道陰離子為 [N(CN)2]— 的 ILs 的粘度普遍偏低。 離子液體的粘度 ILs 是粘性流體，在室溫下它的粘度 一 般從 35cp 到 500cp 不等，比傳統(tǒng)有機溶劑的 黏 度高 1～ 2 個 數(shù)量級，并且不同種類的 ILs 的粘度差別較大。 表 有機溶劑在 ILs 中的溶解性 Table Solubility of anic solvent in ionic liquids 溶劑 ? [C4mim][BF4] [C4mim][PF6] [C4mim][Cl] [C4mim][Cl] AlC13(堿性 ) AlC13(酸性 ) 水 溶解 不溶 反應 反應 丙烯碳酸 酯 溶解 溶解 溶解 溶解 甲醇 溶解 溶解 反應 反應 乙 腈 溶解 溶解 溶解 溶解 丙酮 溶解 溶解 溶解 反應 二氯甲烷 溶解 溶解 溶解 溶解 四氫 呋喃 溶解 溶解 溶解 反應 二甲基苯 溶解 溶解 溶解 反應 三氯乙烯 溶解 不溶 不溶 不溶 二硫化碳 溶解 不溶 不溶 不溶 甲苯 溶解 不溶 溶解 反應 己烷 溶解 不溶 不溶 不溶 離子液體的熱穩(wěn)定性 ILs 對熱是穩(wěn)定的，影響其熱穩(wěn)定性主要有兩個因素，即雜原子 碳原子和雜原子 氫鍵之間的相互作用力大小，即 ILs 的熱穩(wěn)定性與其 陰、陽離子的結構和性質密切相關 的 。基于 ILs 有良好的溶解性，可以用于萃取及分離工藝。 不難看出， ILs 的溶解性與其陰、陽離子之間有緊密聯(lián)系。 離子液體的溶解性 有機陽離子和無機陰離子構成的 ILs，兼具有機物和無機物的 一 些性質，因此，具有極佳的溶解性，可以溶解 部分 有機物、無機物以及聚合物等，是很多化學反應的優(yōu)良綠色溶劑。通常， ILs 的密度會隨著其陰離子變大，而顯著增大 ； 同時，會隨著 其有機陽離子的變大而變小。但 Bowlas 等人在研究正烷基 吡啶 類 ILs 時發(fā)現(xiàn) ： 如果用 NiC14替代氯離子，熔點反而升高，這說明除了陰離子大小影響 ILs 的熔點外還有其它決定因素，尚有待進 一 步的研究。因此，陰離子體積越大，越易生成熔點低的化合物。并且，為了在室溫下保持液態(tài)，ILs 的陽離子最好是非對稱的。然而崔銳博 [11]等合成的含有相同陰離子的 ILs[Cnmim]Br 的熔點卻隨著其烷基取代基鏈長的增加 而升高。這個現(xiàn)象可解釋為陽離子的非對稱性和分子間相互作用力的共同作用影響了 ILs 的熔點。這與李汝雄 [9]等所報道的 一 致，即陽離子對稱的鹽 [CnCnim]BF4(n=1～ 10)中，只有 5 個常溫下為液體 ； 而陽離子為非對稱的鹽 [Cn mim]BF4(n=2～ 11)，常溫下均為液體 ； 另外，對于 烷基 咪唑 類和烷基 吡啶 類 ILs，側鏈碳分子數(shù)越多， ILs 的熔點越低。目前研究最多的是陽離子取代基為 咪唑 類的 ILs，并且陽離子中離子的電荷越分散，分子的對稱性越低，生成的化合物熔點就越低。ILs 的熔點主要受到兩方面因素的影響 ： 一 方面是離子的電荷分布 ； 另 一 方面是 ILs陰、陽離子的 對稱性。到本世紀初期開始，關于吡啶 類、 咪唑 類、多胺類甚至雙 咪唑 類 ILs 的合成和性質等被陸續(xù) 被 報道，極大地擴展了 ILs 在 生物分離 、 有機反應 、 材料 及 石油化工 等領域的應用。目前， ILs 潛在的研究價值已經(jīng)得到了國內外學者的廣泛認可，新型 ILs 的合成及其物化性質等方面的研究工作也在世界范圍內迅速開展。這種類型的 ILs 具有對水和空氣都穩(wěn)定的特性，非常適用于萃取操作和作為均相過渡金屬催化反應的介質。 1992年， Wilkes等人在 1， 3二烷基 咪唑 鹽類 ILs 合成的基礎上，把該 ILs 中對水 和空氣敏感的鋁酸根置換成 BF4，合成了第 一 個對水和空氣都穩(wěn)定的 ILs[EMIM][BF4]。 Sedden 和 Hussey 等第 一 次報導用氯鋁酸鹽 ILs 作為非水的極性溶劑介質，考察了不同過渡金屬絡合物的合成和有機催化反應，以及在ILs 中的電化學行為、譜學性質以及化學反應等 等 ，這些都為 ILs 在電化學、有機合成、工業(yè)催化等方面的應用奠定了初步基礎。直到 1948 年，美國的 Frank Hurley 和 Tom wierr[6]首次合成了第 一 代的 ILs，他們在尋找 一 種溫和條件電解 的同 時，嘗試把 N烷基 吡啶 加入到 AlC13 中，加熱試管后，卻發(fā)現(xiàn)兩固體混合物能自發(fā) 的 形成澄清透明的均相液體，這就是我們今天所說的 ILs，即氯鋁酸 N烷基 吡啶 鹽。 離子液體的研究進展 ILs 的發(fā)展最早是在 1914 年，當時 Wa lden 等報道了第 一 個在室溫下呈液態(tài)的有機熔融鹽 —— 硝酸乙基胺 ([EtNH3][NO])3，但它并沒有引起人們的關注。 (3)ILs 具有較寬的液相范圍和穩(wěn)定的溫度范圍，呈液態(tài)的溫度區(qū)間大、溶解范圍廣、穩(wěn)定性好。無毒、無色、無味、不揮發(fā)、呈弱腐蝕性、無污染、易操作。 ILs 的特性主要由其陰、陽離子決定，并且可以通過調節(jié)陰、陽離子組合對離子液體進行優(yōu)化。 Forsyths[4] 等研究發(fā)現(xiàn)陰離子為 N(CN)的 ILs 普遍粘度較低 ；陰離子為 Br或 BF4的 ILs 成本較低 ； 新型的陰離子 CF3SO2NCOCF3(縮寫為 TSAC)具有降低 ILs 熔點和粘度的作用，并且該陰離子與小分子組合也能形成新型的 ILs。因此， 離子液體開始 備受人們關注。但是這類 ILs 的缺點是熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性 相對 較差，對水極其敏感，見水容易分解，因此不可遇水，連空氣中有水蒸氣也不例外，必須在完全真空或惰性氣氛的條件下進行操作，此外，雜質的存在對該類 ILs 所產生的化學反應也起著決定性的影響作用 ； 并且， AlC13遇水會釋放出鹽酸，對皮膚會產生刺激作用。按其無機陰離子的 差異 ，大致上可劃分為 AlC13型 （鹵化鹽離子） 、非 AlC13型和其它特殊 的 3 種 類型。這不僅為化學理論研究提供了 一 個嶄新 的 領域，而且很好的解決了現(xiàn)代工業(yè)生產所帶來的環(huán)境污染問題，并取得了突破性進展，因此，人們普遍認為它將成為二十 一 世紀理想的綠色化學溶劑。作為 一 種新型的綠色替代溶劑， ILs 具有不可比擬的獨特性質，如 ： 不易燃、不爆炸、易分離、寬液區(qū)、低熔點、高粘度、熱穩(wěn)定性好、大電化學窗 口 、幾乎沒有蒸汽壓，以及對無機化合物、有機化合物、金屬有機化合物都有很好的溶解性等特性，被廣泛應用于合成、相轉移催化、聚合反應、氣體吸收、電化學和化學、生物分離工程以及功能材料 的 合成等領域 [2,3]。 surfactant 目錄 ............................................................................................................................ 1 引言 ............................................................................................................... 1 離子液體簡介 .................................................................................................. 1 離子液體的分類 .................................................................................... 1 離子液體的特點 .................................................................................... 2 離子液體 的研究進展 ............................................................................ 2 離子液體的物理化學性質 .............................................................................. 3 離子液體的熔點 .................................................................................... 3 離子液體的密度 .................................................................................... 4 離子液體的溶解性 ...........................................