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文献综述
文 献 综 述1国内外研究现状1.1离子液体1.1.1离子液体定义 离子液体( IL) 是指不同于水与有机溶剂全部由阴阳离子组成的离子化合物,如高温下的KCI, KOH呈液体状态,此时它们就是离子液体。
许多离子液体有广泛的熔点范围,常以液体呈现,有些熔点低至-96℃ ,一些超过 300℃[1] 且与传统易挥发有机溶剂相比,其蒸气压几乎可以忽略,因此能很好的解决由挥发性溶剂的使用而产生的环境污染问题,所以人们常称其为绿色溶剂[2]。
1.1.2离子液体结构离子液体是由阴阳离子组成的化合物,常规的离子液体中的阳离子主要有季胺阳离子[NRxH4-x] 、季鏻阳离子[PRxH4-x] 、N-烷基吡啶阳离子[CnPy] 和1,3-二烷基咪唑阳离子[Cnmim] ,如图1所示。
图1 离子液体阳离子种类离子液体的阴离子又可以分为卤化盐与 AlCl3 混合的离子液体与负离子多为 BF4-、PF6-、NO2-等的烷基取代的咪唑类离子液体两大类。
根据离子液体在水中溶解性的不同,又可将其分为亲水性和憎水性两大类,如易溶于水的有[Bmim]BF4、[Emin]Cl 等,难溶于水的有[Bmim]PF6、[Bmim]SbF6 等。
此外,离子液体还可根据其酸碱性进行划分,如 Lewis 酸性和Bronsted 酸性、Lewis 碱性和 Bronsted 碱性以及中性离子液体,常见阴离子如图2所示。
图2 离子液体阴离子种类1.1.3离子液体的合成 离子液体的设计和合成主要是通过改变阴、阳离子的结构去实现,常见的合成方法有直接合成法和两步合成法。
一步法也称为酸碱中和法,即通过酸碱中和反应,一步实现离子液体的制备,此方法具有操作简便、原子利用率高、无副产物和产品容易纯化等优点[3],合成反应式如图3所示, 图3 酸碱中和法如Bonhte等[4]用三氟甲烷磺酸酯和烷基咪唑一步反应制备了亲水性的咪唑基三氟甲烷磺酸离子液体有些离子液体通过简单的一步合成无法得到时,这就必须使用两步法来制备。
首先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的阳离子型离子液体,然后用目标阴离子(Y-)离子置换出阳离子型离子盐中的阴离子(X-)或加入Lewis酸MXy 来得到目标离子液体。
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