
什么是“离子液体”? | |
发布时间:2019-04-24 19:17:41 | 浏览次数: | |
定义: 阳离子为有机结构的可熔融盐,称之为“离子液体”,是“有机盐”的一个类属。 离子液体,简称ILs(来自英文名Ionic Liquids缩写),通俗理解,“离子液体”是一类“有机盐”,由阴、阳离子所组成,默认“阳离子为有机结构”。起初,研究人员得到一类室温下为液态(熔融态)的有机盐,后来把这类盐称为“离子液体”,目前,尚没有明确而有说服力的定义,我司综合“离子液体”发展史、研究、会议和应用成果,定义:阳离子为有机结构的可熔融盐,称之为“离子液体”。基于此,“离子液体”应具如下特征:
可见,不是所有“离子液体”在常温下是液体,也就是说,常温下,离子液体不一定是液体。
就“离子液体”,业内学者的一些定义如下:
一般而言,离子化合物熔融成液体需要很高的温度才能克服离子键作用力,熔化为液体。例如NaCl的熔点为803℃,在高温下才能成为液体。某些离子化合物的阴、阳离子体积差距很大,结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积,结构松散,阴阳离子间的作用力小,熔点低,在室温下能以稳定液态形式存在,”离子液体“便由此而产生。
离子液体常用术语有:
“离子液体”种类 离子液体一般按照阳离子分类,阳离子的正电荷位为N、P、S为主,主要分类:咪唑、吡咯烷、吡啶、吗啉、 哌啶、季铵、季鏻、胍、...(结构如下图所示),其中,咪唑类离子液体熔点普遍较低,可选取代基较多,绝大多数常温下为液体,其他种类离子液体熔点则普遍较高,常温下为液体的可选取代基较少,多为固体形式存在,原则上说,有正电荷载体的物质都有可能制备成离子液体。
![]() 阴离子一般不用来分类离子液体,常见的阴离子有:
等等,理论上,所有阴离子都可以用来构成离子液体。
“离子液体”可设计性 离子液体种类繁多,改变阴、阳离子的不同组合,或进行有机结构改造,可以设计合成出不同的离子液体。
“离子液体”亲、疏水性 亲水代表易溶于水,疏水代表不易溶于水。但在涂料或者塑料行业,亲水表示水分子在基材上面容易铺展开,疏水代表水分子在基材上面呈现团聚状态,譬如荷叶效应。
离子液体亲水性、疏水性,首先由阴离子决定,一般情况,阴离子对应的K盐,不易溶于水,则其对应的离子液体多为疏水性,反之,则需要考量阳离子的作用,如果阳离子对应的Cl盐、或Br盐不易溶于水,则对应的离子液体大多也为疏水性。
“离子液体”稳定性 离子液体稳定性受阴、阳离子双重作用,稳定性决定离子液体的适用温度范围,总结规律如下: 1) 碱性越强,离子液体稳定性越差 2) 阳离子稳定性:杂环<非杂环,长链<短链 3) 阴离子稳定性:可参考对应Na、K、铵盐的稳定性 |
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