【正文】 ，苯甲酸，氯苯等 )，并且取得了很好的分離效果。 Fadeev 等報(bào)道使用 [Bmim][PF6]和[Omim][PF6]作為丁醇的萃取劑時(shí)，分配系數(shù)可分別達(dá)到 和 。當(dāng)溫度和壓強(qiáng) 一 定時(shí)，在苯及其衍 生物體系中，利用 CO2從 [bmim]PF6中萃取有機(jī)物的萃取率可高達(dá) 95%。 [bmim]PF6在這方面比較有代表性。 離子液體的應(yīng)用 萃取分離 中的應(yīng)用 開發(fā)高效 的 且環(huán)境友好的萃取分離技術(shù)對(duì)混合物的分離和產(chǎn)品的提純都具有重要意義。 Lawwatson 測(cè)定了在 336K 時(shí)，系列 [Cnmim][x](n=4， 8，12； x=PF6— ， BF4— ， cl— ， Br— 溶液的表面張力，結(jié)果顯示在 一 定溫度下，所研究的ILs 之間的表面性質(zhì)有很大差異，如 336K[C4mim][PF6]的表面張力為 45 達(dá)因 /厘米，而 [C12mim][PF6]的表面張力僅為 24 達(dá)因 /厘米，同時(shí)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(shì)，該小組還探討了陽離子上 1 位烷基取代基鏈長(zhǎng) (n)以及陰離子的體積對(duì) 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(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響 ： 通常 ILs 的陽離子相同時(shí)，其表面張力會(huì)隨陰離子體 積的增 而增大 ； ILs 的陰離子相同時(shí)，其表面張力會(huì)隨陽離子烷基取代基鏈長(zhǎng)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(zhì)的重要參數(shù)。決定 ILs 導(dǎo)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(xué)性能 ILs 具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和較寬的電化學(xué)窗口，優(yōu)良的導(dǎo)電性能，是較好的熱和傳能介質(zhì)。由表可知從 [CF3SO3]— 到 [C4F9SO3]— 、從 [CF3COO]— 到[C3F7COO]— ILs 的粘度明顯增加，這是因?yàn)楹?[C4FgsO3]— 和 [C3F7COO]— 的 ILs 中較強(qiáng)的范德華力導(dǎo)致 ILs 較大的粘度。 Kimizuka[17]等報(bào)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(jī)溶劑的 黏 度高 1～ 2 個(gè) 數(shù)量級(jí)，并且不同種類的 ILs 的粘度差別較大。 表 有機(jī)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(yīng) 反應(yīng) 丙烯碳酸 酯 溶解 溶解 溶解 溶解 甲醇 溶解 溶解 反應(yīng) 反應(yīng) 乙 腈 溶解 溶解 溶解 溶解 丙酮 溶解 溶解 溶解 反應(yīng) 二氯甲烷 溶解 溶解 溶解 溶解 四氫 呋喃 溶解 溶解 溶解 反應(yīng) 二甲基苯 溶解 溶解 溶解 反應(yīng) 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(yīng) 己烷 溶解 不溶 不溶 不溶 離子液體的熱穩(wěn)定性 ILs 對(duì)熱是穩(wěn)定的，影響其熱穩(wěn)定性主要有兩個(gè)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(jié)構(gòu)和性質(zhì)密切相關(guān) 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(jī)陽離子和無機(jī)陰離子構(gòu)成的 ILs，兼具有機(jī)物和無機(jī)物的 一 些性質(zhì)，因此，具有極佳的溶解性，可以溶解 部分 有機(jī)物、無機(jī)物以及聚合物等，是很多化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)良綠色溶劑。通常， ILs 的密度會(huì)隨著其陰離子變大，而顯著增大 ； 同時(shí)，會(huì)隨著 其有機(jī)陽離子的變大而變小。但 Bowlas 等人在研究正烷基 吡啶 類 ILs 時(shí)發(fā)現(xiàn) ： 如果用 NiC14替代氯離子，熔點(diǎn)反而升高，這說明除了陰離子大小影響 ILs 的熔點(diǎn)外還有其它決定因素，尚有待進(jìn) 一 步的研究。因此，陰離子體積越大，越易生成熔點(diǎn)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(duì)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(diǎn)卻隨著其烷基取代基鏈長(zhǎng)的增加 而升高。這個(gè)現(xiàn)象可解釋為陽離子的非對(duì)稱性和分子間相互作用力的共同作用影響了 ILs 的熔點(diǎn)。這與李汝雄 [9]等所報(bào)道的 一 致，即陽離子對(duì)稱的鹽 [CnCnim]BF4(n=1～ 10)中，只有 5 個(gè)常溫下為液體 ； 而陽離子為非對(duì)稱的鹽 [Cn mim]BF4(n=2～ 11)，常溫下均為液體 ； 另外，對(duì)于 烷基 咪唑 類和烷基 吡啶 類 ILs，側(cè)鏈碳分子數(shù)越多， ILs 的熔點(diǎn)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(duì)稱性越低，生成的化合物熔點(diǎn)就越低。ILs 的熔點(diǎn)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(duì)稱性。到本世紀(jì)初期開始，關(guān)于吡啶 類、 咪唑 類、多胺類甚至雙 咪唑 類 ILs 的合成和性質(zhì)等被陸續(xù) 被 報(bào)道，極大地?cái)U(kuò)展了 ILs 在 生物分離 、 有機(jī)反應(yīng) 、 材料 及 石油化工 等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前， ILs 潛在的研究?jī)r(jià)值已經(jīng)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛認(rèn)可，新型 ILs 的合成及其物化性質(zhì)等方面的研究工作也在世界范圍內(nèi)迅速開展。這種類型的 ILs 具有對(duì)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(yīng)的介質(zhì)。 1992年， Wilkes等人在 1， 3二烷基 咪唑 鹽類 ILs 合成的基礎(chǔ)上，把該 ILs 中對(duì)水 和空氣敏感的鋁酸根置換成 BF4，合成了第 一 個(gè)對(duì)水和空氣都穩(wěn)定的 ILs[EMIM][BF4]。 Sedden 和 Hussey 等第 一 次報(bào)導(dǎo)用氯鋁酸鹽 ILs 作為非水的極性溶劑介質(zhì)，考察了不同過渡金屬絡(luò)合物的合成和有機(jī)催化反應(yīng)，以及在ILs 中的電化學(xué)行為、譜學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)等 等 ，這些都為 ILs 在電化學(xué)、有機(jī)合成、工業(yè)催化等方面的應(yīng)用奠定了初步基礎(chǔ)。直到 1948 年，美國(guó)的 Frank Hurley 和 Tom wierr[6]首次合成了第 一 代的 ILs，他們?cè)趯ふ?一 種溫和條件電解 的同 時(shí)，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(jìn)展 ILs 的發(fā)展最早是在 1914 年，當(dāng)時(shí) Wa lden 等報(bào)道了第 一 個(gè)在室溫下呈液態(tài)的有機(jī)熔融鹽 —— 硝酸乙基胺 ([EtNH3][NO])3，但它并沒有引起人們的關(guān)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(diào)節(jié)陰、陽離子組合對(duì)離子液體進(jìn)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(diǎn)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(guān)注。但是這類 ILs 的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性 相對(duì) 較差，對(duì)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(jìn)行操作，此外，雜質(zhì)的存在對(duì)該類 ILs 所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)也起著決定性的影響作用 ； 并且， AlC13遇水會(huì)釋放出鹽酸，對(duì)皮膚會(huì)產(chǎn)生刺激作用。按其無機(jī)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(xué)理論研究提供了 一 個(gè)嶄新 的 領(lǐng)域，而且很好的解決了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所帶來的環(huán)境污染問題，并取得了突破性進(jìn)展，因此，人們普遍認(rèn)為它將成為二十 一 世紀(jì)理想的綠色化學(xué)溶劑。作為 一 種新型的綠色替代溶劑， ILs 具有不可比擬的獨(dú)特性質(zhì)，如 ： 不易燃、不爆炸、易分離、寬液區(qū)、低熔點(diǎn)、高粘度、熱穩(wěn)定性好、大電化學(xué)窗 口 、幾乎沒有蒸汽壓，以及對(duì)無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、金屬有機(jī)化合物都有很好的溶解性等特性，被廣泛應(yīng)用于合成、相轉(zhuǎn)移催化、聚合反應(yīng)、氣體吸收、電化學(xué)和化學(xué)、生物分離工程以及功能材料 的 合成等領(lǐng)域 [2,3]。 surfactant 目錄 ............................................................................................................................ 1 引言 ............................................................................................................... 1 離子液體簡(jiǎn)介 .................................................................................................. 1 離子液體的分類 .................................................................................... 1 離子液體的特點(diǎn) .................................................................................... 2 離子液體 的研究進(jìn)展 ............................................................................ 2 離子液體的物理化學(xué)性質(zhì) .............................................................................. 3 離子液體的熔點(diǎn) .................................................................................... 3 離子液體的密度 .................................................................................... 4 離子液體的溶解性 ...........................................